ネットワークの勉強2 OSI参照モデル

こんにちはかもです。

アドベントカレンダー書きます。 二日目です。

ちょっと遅刻するかもなので急ぎで書いている。

雑なので途中途中のリンクも読みながらのほうがいいかもしれない。

OSI参照モデル

What

OSI参照モデル(OSIさんしょうモデル、英: OSI reference model)は、コンピュータの持つべき通信機能を階層構造に分割したモデルである。

引用 wikipedia ja.wikipedia.org

ISO(国際標準化機構)が通信プロトコルを設計する際の指標として策定したモデル。

ネットワークエンジニアはこれを元に話が行われ、問題の切り出しとかの基準になるためこれを理解することが大事らしい。

ただ、あくまでも「モデル」でありプロトコルの設計や勉強をする際の「ガイドライン」に過ぎない。イメージをしやすくするためのもの。

以下モデル

階層 名前 役割
第7層(レイヤ7) アプリケーション層 具体的な通信サービスの提供
第6層(レイヤ6) プレゼンテーション層 データの表現の取り決めを行う
第5層(レイヤ5) セッション層 通信目的にあわせた送受信の管理ルールを決める
第4層(レイヤ4) トランスポート層 データの管理を行う(確実に届いているかなど)
第3層(レイヤ3) ネットワーク層 アドレスの管理と経路の選択
第2層(レイヤ2) データリンク層 直接接続された機器間でのフレームの識別と転送
第1層(レイヤ1) 物理層 物理的なやり取りをする

送信する際には上の層から下の層にデータが伝えられ、 受信の際には下の層から上の層にデータが伝えられる。

上から順に送る際にデータを梱包することをカプセル化

逆に下から順に開封していくことを非カプセル化という。

各レイヤごとにカプセル化されたデータの呼び方は違う 以下参照

OSI参照モデル - その1

OSI参照モデルまとめ - Qiita

以下各層についてまとめていこうと思う

第1層 物理層

その名の通り物理的にデータのやり取りをする層である。

有線の場合はビットの列を電圧の高低や光の点滅に変換する部分。また、コネクタやケーブルの形状の規定に関するところ。

無線の場合は無線の種類(電波、赤外線、レーザ)や変調に関する部分にあたる。

有線、無線に関する詳しい話は後日記事にまとめたいと思う。

第2層 データリンク層

同一ネットワーク内での通信機器とのやり取りのルールを定める層

つまり、第1層で物理的に接続された機器同士の通信についてまとめてある。

具体的には、物理層でやり取りされる0と1の数字の列を意味のあるかたまり(フレーム)に変えて相手に伝える。

データリンク層での有名なプロトコルとして MACアドレス

物理層データリンク層に関して規定されている イーサネットがあげられる。

L2スイッチはここですね

L2スイッチについて

www.weblio.jp

第3層 ネットワーク層

異なるネットワークでのやり取りに関して定めている層

第1層と第2層では直接繋がっている者同士の通信。 いわゆる同一ネットワーク内でのMACアドレスを参照して通信しているイメージ。

ただ、一つのネットワークだけだと物理的な制約で限界が来てしまう(地理的にもそうだし数的にも)。

そんなときのネットワーク層

引用すると 宛先までデータを届ける役割を持つ

アドレスの体系決めやどの経路を使うかなどの経路選択の役割を持つ

有名なプロトコルでいうとIPがあげられます。

他にもDHCPなどの有名所がありますが、それはまた今度。

おもしろインターネット活用講座 <DHCPって何?>

L3スイッチはここですね。

L3スイッチについてはこちら

ja.wikipedia.org

あと違いについてはこちら

sc.ipsecdh.net

これL3スイッチとかの説明を見たほうがイメージが付くかも

第4層 トランスポート層

データの品質管理を定める層

第1層〜第3層に関してあくまでも通信経路に関するお話。

第4層はデータに関するお話

難しい言い回し(引用)だと

伝送エラーの検出や再送、送信データ量の調整をおこなう

コネクション(繋がっているかどうか)の確立や切断の処理を行い(タイミングを決めるのはセッション層)、データがきちんと届いているかなどの確認を取るのがこの層

有名なプロトコルTCPUDPがあげられる。

hldc.co.jp

ACKとかがこの層と考えれば少しわかるかも。

第5層 セッション層

データ転送に関する管理を行う層

第4層がデータを送る際の具体的な処理を行うのに対して

第5層は第4層の処理のタイミングやどれぐらい繋げるかなどのブレイン的な役割をする。

たとえばAというアプリケーションからデータを3つほど送る。

Bというアプリケーションからも4つほど送る。

AやBを送るたびにコネクションを張り送るのか。

同時にAの3つとBの4つのコネクションを張るのかなどの判断をするのがこの層。

具体的には半二重通信(送信や受信を切り替えながら行う)や

全二重通信(同時に送受信を行う)の区分などもこの層

第6層 プレゼンテーション層

データの表現形式を一致させる層

データが送られてきたが、読めない

読めるが送った側と送られた側の形式が違うため意図しないことが起きた

などのことを解決してくれる

一番有名所は文字コード

UTF-8Shift_JISなど

MP3やH.264といった音声や動画の形式とかもここ

第7層 アプリケーション層

アプリケーションソフトがやり取りする情報

メールでいうSMTPやHTTPなどはここ

ネットワークやサービスを提供してくれる

最後に

雑になった

リンクも踏まえて見ていただき理解できればOKだと思う

明日はネットワークの種類についてまとめていきたいと思う。

参考文献