【応用情報】通信プロトコルの標準化、TCP/IPプロトコルスイートなど

情報工学

【応用情報技術者試験・ネットワーク】

OSI基本参照モデルの階層

OSI(Open System Interconnection )基本参照モデルは、異なる設計思想や世代システムとの通信を円滑に行うことを目的に標準化されたものです。

OSI基本参照モデルは、以下のように階層化されています。

7アプリケーション層データの意味内容を直接取り扱う。HTTPなどそれぞれのアプリケーションに特化したプロトコル。
6プレゼンテーション層データの表現形式を管理。文字コードや圧縮の種類など、データ特性を規定。
5セッション層データの受信管理を行う。特定の異なる通信の差異を吸収する。
4トランスポート層エラー検出、再送などのデータ転送の制御により通信の品質を保証。ポート番号によりノード内のアプリケーションを特定する。TCPUDPなど。
3ネットワーク層エンド2エンドのやり取りを規定する。MACアドレスなどのデータリンクアドレスはローカルネットワーク内のみで有効だが、ネットワーク層で提供されるアドレスは通信の最初から最後まで一貫したアドレスとなっている。IPなど。
2データリンク層同じネットワークに接続された隣接のノード間のみでの通信を規定。MACフレーム規格など。
1物理層システムの物理的、電気的特性を規定。

※1の物理層が最下層で、7のアプリケーション層が最上層の順番。

エンティティ、プロトコル、サービス

各層に存在する通信機器などの実態をエンティティと呼びます。

各層にあるエンティティ同士が通信を行うための取り決め(ルール、規約)をプロトコルといいます。

また、上位層と階層の通信の窓口を提供するのがサービスです。

つまり、プロトコルは横のつながり(同じレベルの層同士)、サービスは縦のつながり(上位層と下位層)です。

TCP/IPプロトコルスイート

通信システムは様々なプロトコルを重ね合わせて構築されていますが、プロトコル同士にも相性があります。一般的には同じ団体が作ったプロトコル同士は相性がよいです。プロトコル同士のセットをプロトコルスイートといい、最もよく使われているのがTCP/IPプロトコルスイートです。

なお、OSI基本参照モデルに対する、TCP/IPの対応は以下のようになっています。

TCP/IPの通信

TCP/IPではデータをパケットという単位に区切り、パケットにヘッダを付けて送信します。各層で、それぞれ異なるヘッダが付けられ、次の層へ順に送っていきます。ヘッダには、各層で必要な送信元や送信先、大きさ、順番などのパケット情報が書き込まれています。

ネットワーク間の通信

ネットワーク間の通信は、

・同じネットワークに接続されているノード間はデータリンク層の通信

・ネットワークを超えたノード間はネットワーク層の通信

で行われます。

よって、同じネットワーク内ではMACアドレス(データリンク層での通信)が必要となり、ネットワークを超えた通信(ルータを複数介した通信)にはIPアドレスとMACアドレスが必要となります。

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