TCP/IP通信の状態を調べる「netstat」コマンドを使いこなす【Windows OS】：Tech TIPS（1/2 ページ）

TCP/IP関連のトラブルシューティングでは定番といえるWindows OS標準の「netstat」コマンド。主にTCPの通信状態を調べるコマンドであり、通信の状態や通信相手、通信しているプロセス、通信量などの情報を知ることができる。その使い方を解説する。

連載目次

　TCP/IP関連のトラブルシューティングを行う場合に、必ずといってよいほど使うコマンドとして「netstat」コマンドがある（実行ファイル名はnetstat.exe）。このコマンドは、主にTCPの通信状態を調べるためには必須であり、ぜひともその使い方をマスターしておきたい。

netstatの基本――通信中のTCPコネクションの調査

　netstatコマンドの最も基本的な使い方は、通信中のTCPコネクション（TCP接続）の状態を表示させることである。このコマンドを実行すると、ローカルPCのTCP/IPプロトコルスタック上において、現在アクティブになっているTCP通信の状態を表示できる。

●「TCP」とは？　「コネクション」とは？

　TCPとは、2つのアプリケーション間で、信頼性のある通信路（コネクション）を開設し、お互いにデータなどをやりとりするための機能である。通信するアプリケーションは、同一PC上のアプリケーション同士でもよいし、異なるPC（ホスト）上にある2つのアプリケーション間でもよい。

　例えばWebブラウザを使ってWebサーバにアクセスする場合、実際にはHTTP（Hypertext Transfer Protocol）というプロトコルが利用される。WebサーバのHTTPポート（TCPの80番ポート）とWebブラウザの間でTCPコネクションが開設され（クライアント側のポート番号は任意）、Webサーバへコマンドを送ったり、Webサーバからの応答メッセージを受信したりする。

TCPの通信モデル
TCPは、2つのコンピュータ間（アプリケーション間）で通信路（コネクション）を開設し、お互いにデータをやりとりするための機能である。例えばWebサーバへ接続する場合、TCPを使ってWebサーバ（の80番ポート）とWebブラウザの間で通信路を作成する。TCPでは、それぞれのポート番号とIPアドレスの組み合わせでコネクションを識別する。

●netstatコマンドを実行してTCP通信を覗いてみる

　現在どのようなTCP通信が行われているかは、netstatコマンドを使うと表示させることができる。まずは何もオプション引数を付けずにnetstatコマンドを実行してみる（以下、全てWindows 11上で実行）。

引数なしでnetstatコマンドを実行する
netstatコマンドにオプションなどの引数を付けずに実行すると、現在アクティブなTCPコネクションの一覧が表示される。

　何もオプション引数を付けずにnetstatを実行すると、現在アクティブなTCPコネクションの状態が表示される（後述する「状態」が「LISTENING」ではないコネクションが表示される）。

　以下では、netstatが表示するTCPコネクション一覧の各列について説明していく。

●「プロトコル」列

　「プロトコル」列には使用中のネットワークプロトコルの種類が表示される。後述する「-a」オプションを付けていない場合は、常に「TCP」と表示されているはずである。UDPにはコネクションを確立するという概念がないので（UDPではデータを単発的に送るだけなので）、このコマンドではUDPの通信状態は表示されない。

●「ローカル アドレス」「外部アドレス」列

　「ローカル アドレス」は、ローカル側のコンピュータ名（もしくはIPアドレス）と使用中のTCPのポート番号である。「外部アドレス」は、通信の相手となっているマシンのコンピュータ名（もしくはIPアドレス）とポート番号である。

　「ローカル アドレス」に表示されるIPアドレスは固定的ではない。1台のマシンには複数のIPアドレスを付けることができるし、ローカルのループバックアドレス（IPv4なら「127.0.0.1」、IPv6なら「[::1]」など）が使われていることもあるからだ。また同じマシン同士でもコネクションを確立できるので、「外部アドレス」が自分のIPアドレスの場合もある。

　「:（コロン）」の左側に表示されているのが「コンピュータ名」または「IPアドレス」で、右側に表示されているのが「ポート」（サービス名か番号）である。例えば「MYPC001:16664」は「MYPC001」というPCの「16664」番のポートを表している。また「a110-232-152-80:http」は、「a110-232-152-80」というコンピュータの「http」というサービスのポート（80番）を表している。

●「状態」列

　「状態」は、その名の通りTCPコネクションの「状態（ステート）」を表すものだ。例えば「LISTENING」は待ち受け状態、「ESTABLISHED」は通信が確立した状態、「TIME_WAIT」はコネクションの終了待ち状態をそれぞれ表していて、通信中にはこれらの状態から別の状態に移る「状態遷移」がひんぱんに生じる（詳しくはすぐ後で説明する）。

●TCPコネクションの識別単位

　netstatで1行ずつ表示されるTCPのコネクションは、次の4つの組み合わせで識別される。

　このうち、どれか1つでも値が異なれば別のコネクションとして扱われるので、例えばWebサーバとの通信を行っていると、同じような値のコネクションが複数表示されることがある。Webブラウザは、高速化のために複数のTCPコネクションを使うのが一般的だからだ。しかし、よく見るとローカル側（左側）のポート番号が違っているはずである。

netstatの「状態」列に表示されるTCPの「状態遷移」とは？

　netstatでTCPの通信を調べるには、TCPのステート（状態）の移り変わり、すなわち「状態遷移」について理解しておく必要がある。TCPの詳細については解説「TCP（Transmission Control Protocol）」を参照していただくとして、ここでは状態遷移にフォーカスして説明しよう。

　TCPはステート（状態）を持つプロトコルであり、コネクションの開始や終了、通信方法などに関して細かい手順が決められている。サーバとクライアントのどちらの側から先に通信を開始するのか、データの送受信はどうするのか、終了する場合はどうするのか、などが厳密に決まっている。

　また通信速度は有限なので、送信したコマンドが相手側へ届くまでにはタイムラグがある。ローカル側から先に終了コマンドを送ったとしても、それが相手側に届く前に、相手側から先に終了要求が到着することがある。そのような状況でも、破綻のないように処理手順が決められている。

　次の図はTCPの状態遷移を大まかに表している。この図中の白い四角の中に書いてある「SYN_SENT」や「ESTABLISHED」などが、netstatコマンドの「状態」列に表示される。

TCPの状態遷移図
TCPの規格書（RFC793）に記載の状態遷移図を簡略化して、分かりやすくしたものだ。四角の中に書かれているのがTCPの状態名。矢印は可能な遷移の経路。矢印のそばにある文字は「トリガ（アクション）」を表しており、ある「トリガ」となるイベントが発生すると指定された「アクション」を実行して、次の状態へ遷移する。各状態の詳細は下表で説明する。

　上図で色分けされたブロックは、TCPの状態を大まかに分類したものだ。それぞれの意味を下表に記す。

　細かい状態（図中の白い四角）の意味は次の通りである。これを調べることにより、コネクションの状態がどうなっているか、開始しようとしているのか、待ち受け中なのか、終了しようとしているのか、などが分かる。

　前述のようにnetstatコマンドの「状態」列に表示される文字列は、TCPコネクションの開始から確立、終了までの一連の（内部的な）状態遷移を表している。「LISTENING」「ESTABLISHED」はよく目にする一方で、それ以外のものはすぐに他の状態に遷移してしまうので、見る機会は少ない。

IPアドレスやポート番号を数値で表示させるには（「-n」オプション）

　netstatではデフォルトで、IPアドレスやTCP／UDPポート番号が文字列で表示される。「-n」オプションを付けると、IPアドレスやポート番号が全て数値で表示されるようになる。

netstatの「-n」オプションで数値表示させる
「netstat -n」コマンドを実行すると、ポート番号やPC名（ホスト名）などが文字列ではなく、数値のみで表示される。IPアドレスから名前を求める名前解決処理を行わないので、結果が素早く表示される。ただしIPアドレスがそのまま表示されるので、通信相手などが分かりづらい。通常は「-n」オプション付きで素早く実行させ、必要に応じて「-n」オプションなしで利用するとよいだろう。

　TCP/IPでは、IPアドレスやポート番号は全てこのように数値で表現するのが基本である。しかしこれでは人間にとって非常に分かりづらいので、文字列を使って代用することもできるようになっている。

　そのためのメカニズムとしては、IPアドレスならDNSやhostsファイルによる「FQDN／ホスト名←→IPアドレス」の相互変換システムがある（これを「名前解決」という）。ポート番号ならservicesファイルによる「サービス名←→ポート番号」の相互変換機能がある。hostsファイルやservicesファイルは、Windows OSでは「%windir%\system32\drivers\etc」フォルダに置かれている。

　netstatに「-n」オプションを付けないと、これらの変換機構を使って、なるべくIPアドレスやポート番号を具体的なホスト名やサービス名に変換して出力するので、人間にとっては分かりやすい（変換できないものについては、そのまま数値で出力される）。しかし1台のホストに複数のIPアドレスが付けられていたり、サービス名だけでははっきりとは分からなかったりする場合は、「-n」オプションを使って実際の数値で確認する必要がある。

　また「-n」オプションを付けて実行すると、DNSサーバなどに対する問い合わせが行われないので、結果がすぐに表示されるという利点もある。

　Webブラウザでインターネット上のサイトを閲覧しているような場合には、外部IPアドレスがインターネット上のホストになる。この場合は、外部のDNSサーバに対してDNSの逆引き（IPアドレスからFQDN／ホスト名への変換）を実行するので、かなり待たされる。さらにはコネクションごとに逆引き操作が必要になるので、通信の状態を素早く調べたい場合には「-n」オプションを付けて逆引きを抑制した方がよい。

　どうしても具体的なホスト名が必要ならば、別途「nslookup」コマンドなどで調べるか（Tech TIPS「DNSトラブル解決の定番、nslookupの基本的な使い方（社内ネットワーク編）」参照）、最後に1回だけ「-n」オプションなしでnetstatを実行すればよいだろう。

ホスト名をFQDNで表示させるには（「-f」オプション）

　「-f」オプションを付けると、リモート（外部アドレス）のコンピュータ名がFQDNで表示されるようになる。

　例えば「a1234.sys.example.jp」というFQDNを持つコンピュータと通信している場合、「-f」オプションがないと単に「a1234」としか表示されない。そこで「-f」オプションを付けると、完全なDNS名で表示される。表示が長くなって見づらくなる半面、どのコンピュータと通信しているかが分かりやすくなる。

netstatの「-f」オプションで、ホスト名をFQDNで表示させる