ソケット通信 (ソケットツウシン) とは | 意味や読み方など丁寧でわかりやすい用語解説

ソケット通信 (ソケットツウシン) の読み方

日本語表記

ソケット通信 (ソケットツウシン)

英語表記

socket communication (ソケット コミュニケーション)

ソケット通信 (ソケットツウシン) の意味や用語解説

ソケット通信とは、ネットワークに接続された異なるコンピューター間でデータをやり取りするための、基礎的な通信方式である。インターネット上の多くのアプリケーションは、このソケット通信の仕組みを利用してデータの送受信を行っている。具体的には、プログラムがネットワークに対してデータを送信したり受信したりするために、「ソケット」と呼ばれる特別なインターフェースを使用する。ソケットは、プログラムがネットワークにアクセスするための抽象化された窓口のようなものであり、この窓口を通じてデータがネットワーク上を行き交う。通信を行う際には、データの送信元と宛先を正確に特定する必要がある。IPアドレスが特定のコンピューターを識別し、ポート番号がそのコンピューター上で動作している特定のアプリケーションやサービスを識別する役割を担う。ソケット通信は、通常、クライアントとサーバーという二つの役割を持つプログラムの間で行われる。クライアントが通信を開始する側であり、サーバーはその要求を受け入れて通信を確立する側である。 ソケットは、オペレーティングシステムが提供するネットワーク通信機能を利用するためのプログラミングインターフェースであり、これによりプログラムは複雑なネットワークプロトコルの詳細を直接意識することなく、データを送受信できる。開発者はこのソケットの仕組みを利用することで、ネットワーク通信機能を効率的にアプリケーションに組み込める。 ソケット通信では、主にTCP（Transmission Control Protocol）とUDP（User Datagram Protocol）という二種類のプロトコルが使用される。TCPは「信頼性の高い通信」を提供するプロトコルである。データが確実に相手に届いたかを確認し、届かなかった場合は再送する仕組みを持つため、データの順番が保証され、欠落や重複がない状態でデータが送受信される。WebブラウザでのWebページの表示、電子メールの送受信、ファイルのダウンロードなど、データの正確性が極めて重要となる場面で広く利用される。TCPソケットは、通信を開始する前にクライアントとサーバーの間で「接続確立」という手順を踏むため、コネクション型プロトコルと呼ばれる。 一方、UDPは「信頼性よりも速度を優先する通信」を提供するプロトコルである。UDPは、データが相手に届いたかを確認する仕組みや、データの到着順序を保証する仕組みを持たない。このため、データの一部が失われたり、順序が入れ替わったりする可能性があるが、通信のオーバーヘッドが少なく、高速なデータ転送が可能である。オンラインゲーム、IP電話、動画のストリーミングなど、リアルタイム性が重視され、多少のデータ欠損が許容される用途で利用される。UDPソケットは、接続確立の手順を踏まずにデータを送受信できるため、コネクションレス型プロトコルと呼ばれる。 ソケット通信の具体的な流れは、クライアントとサーバーで役割が異なる。サーバー側は、まずソケットを作成し、次にそのソケットを特定のIPアドレスとポート番号に関連付ける「バインド」という操作を行う。続いて、クライアントからの接続要求を待ち受ける状態にする「リッスン」を行い、接続要求が来た際にはその接続を受け入れる「アクセプト」操作によって、クライアントとの間で通信するための新しいソケットを生成する。この新しいソケットが、そのクライアントとの個別のデータ送受信に用いられる。 クライアント側は、ソケットを作成した後、サーバーのIPアドレスとポート番号を指定して「コネクト」操作を行い、サーバーへの接続を試みる。サーバーがアクセプトすることで、クライアントとサーバーの間で接続が確立され、データの送受信が可能となる。接続が確立された後は、両側のソケットを通じて、プログラム間で自由にデータを送受信できる。データのやり取りが完了したら、ソケットを「クローズ」して通信を終了させる。これにより、使用していたネットワークリソースが解放される。 ソケット通信は、インターネット上のあらゆるサービスを支える基盤技術である。例えば、WebブラウザがWebサーバーからWebページを取得する際、ブラウザ（クライアント）はWebサーバーの80番ポート（HTTPの場合）にTCPソケットを通じて接続し、HTTPリクエストを送信する。Webサーバー（サーバー）はこれに応答してHTMLデータなどを返す。電子メールの送受信も、メールクライアントとメールサーバーの間でSMTP、POP3、IMAP4などのプロトコルがTCPソケット通信の上で動作している。ファイル転送プロトコル（FTP）も同様にTCPソケットを利用する。 このように、ソケット通信はネットワークプログラミングの基礎であり、分散システム、クラウドサービス、IoTデバイス間の通信など、現代のITシステムの大部分で不可欠な技術である。システムエンジニアを目指す上で、このソケット通信の概念と動作原理を理解することは、ネットワークアプリケーション開発やシステム設計の基盤を築く上で極めて重要となる。