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ネットワーク講座 > OSI参照モデル
OSIとは？ †
OSIとは、Open Systems Interconnectionの略であり、日本語では「開放型システム間相互接続」と訳されています。
OSIは、ISO（International Organization for Standardization 国際標準化機構）によって策定されたネットワークアーキテクチャです。
OSIの実装は複雑だったので普及せず、シンプルだったTCP/IPが普及しました。
OSIやOSI参照モデルは、教育用の概念として残りました。
OSIの階層構造は？ †
OSIのネットワークアーキテクチャでは、通信に必要な機能を、7つの独立した階層に分けて定義しています。
各階層のことを「レイヤ（layer）」とも言います。
| 第7層（レイヤー7） | アプリケーション層 |
| 第6層（レイヤー6） | プレゼンテーション層 |
| 第5層（レイヤー5） | セッション層 |
| 第4層（レイヤー4） | トランスポート層 |
| 第3層（レイヤー3） | ネットワーク層 |
| 第2層（レイヤー2） | データリンク層 |
| 第1層（レイヤー1） | 物理層 |
覚え方：頭文字をつなげて「アプセとネデブ」と覚える。
- 階層の呼び方
- 名前：「ネットワーク層」のように名前で呼ぶ
- 数値：「第3層」、「レイヤー3」のように数値で呼ぶ
OSIネットワークの通信フローは？ †
データの転送に必要な制御情報（ヘッダ）を付加しながら、各階層で受け渡しを行います。
送信側の処理は？ †
- 送信元は、上位の階層（第7層・アプリケーション層）から、順に下位の階層に向けて処理していく。
- 各階層では、データの前にヘッダを付加した後、下位の階層に渡す。
- データリンク層では、ヘッダに加えて、トレーラも付加される。
- 物理層では、データリンク層から受け取ったデータを、層新作のネットワークに応じた信号に変えて、ネットワークに送信する。
- ※ヘッダとは、制御情報のことです。
- ※トレーラとは、データリンク層で扱うデータのエラーチェックに使用される制御情報です。
ある計算式（CRCなど）に基づいた値を、FCS（Frame Check Sequense）に入れます。
トレーラは、データリンク層のみで付加されます。
受信側の処理は？ †
- 受信側は、下位の階層（第1層・物理層）から、順に上位の階層に向けて処理していく。
- データリンク層では、FCSを確認しエラーチェックを行い、その後ヘッダを確認しヘッダを取り外して、上位のネットワーク層にデータを渡す。
- ネットワーク層以上の階層では、ヘッダに応じた処理を行った上でヘッダを取り外して、上位の階層にデータを渡す。
- 受信側で7階層すべての処理が完了すると、送信された元データを受け取ることができる。
カプセル化とは？ †
データにヘッダを付加することをカプセル化といいます。
逆に、ヘッダを取り外すことを非カプセル化（逆カプセル化）といいます。
OSIの各階層は？ †
OSIの7階層の定義・役割を確認しましょう。
(1) 物理層とは？ †
物理層では、データと信号の変換にかかわる機能が定義されています。
- コンピューター内部で扱っている「0」と「1」の情報（ビット列）を信号に変換して、ネットワーク上へ転送する。
- ネットワーク上から受信した信号を「0」と「1」の情報（ビット列）に変換して、コンピューター内部に取り込む機能。
物理層では、以下の規定がされています。
- 電気的な条件： 信号として扱う電流・電圧など。
- 機械的な条件： ケーブルやハブの仕様など。
- 論理的な条件： 使用するケーブルのピンアサイン（電極の配置）など。
(2) データリンク層 †
データリンク層では、隣接ノード間のデータ通信にかかわる機能が定義されています。
隣接ノードとは、1つの回線に接続されたノードのことです。
データリンク層では、以下の規定がされています。
- ハードウェアアドレス
- フレームのフォーマット
- フロー制御
- エラー制御
- 同期
フレームとは？ †
データリンク層で扱うデータをフレームといいます。
ハードウェアアドレスとは？ †
隣接ノード間で通信を行うためには、通信相手を識別する情報が必要です。
ハードウェアアドレスは、データリンク層で、隣接ノードを識別するために使用されるアドレスです。
ハードウェアアドレスは、「物理アドレス」とも呼ばれます。
LANでは、通信相手を識別するハードウェアアドレスとして、MACアドレスを使用します。
データリンク層では、1つの伝送媒体に接続されたノード間（LANなど）でのデータ転送が定義されています。
そのため、異なる回線を介したネットワークへの通信はできません。
異なる回線を介したネットワークへの通信は、ネットワーク層（第3層）で定義されています。
(3) ネットワーク層 †
ネットワーク層では、複数の異なるネットワークを介したノード間の通信（エンドツーエンドの通信）を実現するための機能が定義されています。
ルータによって接続されたネットワークを、異なるネットワークといいます。
異なるネットワーク上のエンドツーエンドのノード間で通信を実現するために、ネットワーク層では次の項目が規定されています。
- ソフトウェアアドレス
- ルーティング
- データの中継
ソフトウェアアドレスとは？ †
ソフトウェアアドレスは、ハードウェアに依存しないアドレスです。
ソフトウェアアドレスは、「論理アドレス」とも呼ばれます。
ソフトウェアアドレスは、ネットワーク番号とノード番号から構成されています。
| ネットワーク番号 | ノード番号 |
＝どのネットワークに所属する、どのノードなのかを把握できるようになっています。
ソフトウェアアドレスの代表例は、TCP/IPで使用するIPアドレスがあります。
パケットとは？ †
ネットワーク層で扱うデータをパケットまたはデータグラムといいます。
ルーティングとは？ †
ルーティングとは、あて先ネットワークへの最適なルートを決定することです。
ネットワーク層の通信では、ソフトウェアアドレスを参照して、ルーティングします。
データ中継とは？ †
ネットワーク層の通信では、ルーティングによって決定した最適なルートに、データを中継します。
