OSI参照モデルとは？TCP/IPとの違いを兼ねて、各階層の機能について解説

レイヤ１：物理層

物理層はその名の通り、LANケーブル、電気信号、コネクタなどの物理的な接続が行われる層ということです。ビット単位でデジタル信号の受送信を行うという通信方法によって、電気信号と光信号の相互変換・転送が正しく実行されます。

 

レイヤ２：データリンク層

データリンク層では直接接続しているネットワーク機器同士の通信が行われます。MACアドレスという物理アドレス（製品に割り振られた物理的な番号）によって、ネットワーク機器が識別され、イーサネット内の通信が実現できるようになります。

 

レイヤ３：ネットワーク層

ネットワーク層ではIPアドレスの識別によるネットワーク間の通信が可能になります。ルーターのような中継機能をもつネットワーク機器が媒介となり、複数のネットワーク間の通信やり取りを実現します。ちなみに、レイヤ３で利用されるプロトコル（通信規格）であるIP(Internet Protocol)アドレスはMACアドレスとは違い、通信の相手先に認識できるように割り当てられる番号です。

 

レイヤ４：トランスポート層

トランスポート層ではエラー・フロー制御による通信品質・データ転送の確保が実現されます。通信やり取りが正しく行われているのか、データが適切に届いているのかなどの確認・修正が行われます。通信の不具合を修正したり、エラーデータを削除したり、プロトコルの正確性を確認したりすることは、ネットワークの安定性・信頼性に繋がります。そのなか、TCPとUDPという通信プロトコルが用いられる。 TCPとはTransmission Control Protocolの略で、信頼性の高いデータ通信に使用される標準プロトコルの１つです。通信が始まる前に、機器間の仮想的な通信路が規定されるという通信方式を取ったTCPとは違い、UDP(User Datagram Protocol)は通信開始前の確認ややり取りを行ったりしません。

 

レイヤ５：セッション層

いわゆる、セッションを管理する層です。通信の成立から、維持、停止までの手順が定義され、安全かつ安定した通信回路のためのセキュリティ対策が行われます。サーバの侵入、情報漏えい・改ざん、盗聴などの攻撃からネットワーク全体を守る通信プロトコルを整理して管理する階層です。

 

レイヤ６：プレゼンテーション層

プレゼンテーション層では機器間のデータ通信形式が定義されます。暗号化、文字コード、圧縮、ファイル形式、データ形式などの形式間変換によって、データが解釈され、上層部まで送られます。

 

レイヤ７：アプリケーション層

アプリケーション層はユーザーにネットワークサービスを提供する階層です。利用者はアプリケーションにおける仕様やデータ形式、通信方式などを定めます。レイヤ６から送ってきたデータは特定の形式・仕様に沿って表示されます。 代表的なプロトコルにSTP（ファイル転送）、HTTP（ウェブページエルラン）、SMTP（Simple Mail Transfer Protocol)、POP3（Post Officie Protocol）。IMAP（Internet Message Access Protocol）など沢山あります。

TCP/IPとは

TCP/IP（Transmission Control Protocol / Internet Protocol）はインターネット・プロトコル・スイート（Internet protol suite）とも呼ばれます。世界的な標準通信プロトコルとして、TCP/IPはTCP（Transmission Control Protocol ）とIP（Internet Protocol）という２つのプロトコルによって構成され、共通プロトコルに基づいた異なった機器・OS間の通信を実現させることが可能です。 TCP/IP４階層モデルには「ネットワークインターフェース層」、「インターネット層」、「トランスポート層」、「アプリケーション層」という４つの階層があります。 TCP/IP４階層モデルとOSI参照モデルの対照的な関係については下記の図表をご覧ください。