| ■問題■ あなたは政府の関係者です。 未開の新しい国との国交が始まり、双方で手紙を送れるように取り決めを作ることになった。 どんな取り決めが必要か。 |
手紙でしょ？ポストに入れて送ったらいいんじゃないの？
日本では当たり前にやっているが、これは、事前に取り決めがしっかりされているからできるのです。例えば、日本からの手紙を新しい国に持っていったとします。その手紙はどこに持っていけばいいのでしょうか？ 日本人が１件ずつ運ぶのは無理だから、先方に郵便局を作ってもらい、一元的に処理してもらうことになります。
切手もです。日本の切手を貼っても、先方との取り決めがないと、受け入れてくれません。切手の値段設定も双方で承諾が必要になるでしょう。
それ以外に、手紙の大きさも決めておかないと、ポストに入りません。
このように、相手と手紙なり電話なりで通信をするには、取り決めが必要です。これが「規約」と訳されるプロトコルです。
さらに、プトロコルは階層化されます。どこに運ぶのか、郵便の大きさはどうするのか、切手の値段はどうするかなど、議論の次元が異なるので、階層化して取り決めをしています。なぜ階層化するかというと、役割が違うからです。例えば、指定された切手を貼って手紙を出す人と、手紙を配達する人は違いますし、切手や封筒を作る人も違うからです。階層ごとに整理したほうがルール化しやすくなります。
そこで、ISOは、7つの階層に分けてプロトコルを整理しました。これが、OSI参照モデルです。OSI（Open System Interconnection）のフルスペルにあるように、異なるメーカや機種などのオープン（Open）な相互接続（Interconnection）のためのモデルです。
TCP/IPプロトコルスタックITの世界の代表的なプトロコルが、TCP/IPプロトコルスタックです。国防総省（DoD）により、以下の4つの層が定義されています。
※これらの層の中心となるプロトコルがTCP（トランスポート層）とIP（インターネット層）であるため、TCP/IPと表現されます。
4) アプリケーション層 OSI5〜7層 ・・・SMTP、HTTP、FTPなど
3) トランスポート層 OSI4層 ・・・TCP、UDP
2） インターネット層 OSI3層 ・・・IP
1) ネットワークインターフェース層 OSI1，2層 ・・・イーサネット、PPPなど
なんですか？これ
OSI参照モデルの7層しか知りませんが。
たしかに、OSI7階層の方が有名であるかもしれません。
しかし実際の通信では、5,6,7層を明確に分けていないプロトコルが多いのが実情である。よって、こちらの方が現実に合っている。情報処理試験では、セッション層などの5〜7層の問題が出題されてるが、午前でちょろっと出題されている程度である。
私の見解としては、OSI参照モデルに基づく学習でよいが、5〜7層の区別は意識しなくてよい。実際のプロトコルが意識されていないからだ。
では、以下に各層について簡単に述べる。
１．物理層LANケーブル、光ケーブル、無線、電話線、シリアルケーブルなど
過去問(H25春FE午前）では物理層に関して、「物理的な通信媒体の特性の差を吸収し，上位の層に透過的な伝送路を提供する。」とあります。
２．データリンク層過去問では、データリンク層に関して、「隣接ノード間の伝送制御手順（誤り検出，再送制御など）を提供する。(H25春FE午前問33）」「情報をフレーム化し，伝送誤りを検出するためのビット列を付加する。(H27秋NW午前�玉�3）」とあります。
イーサネット、ATM、フレームリレー、PPP、PPPoE（Point to Point Protocol over Ethernet）など。
データリンク層はLLC(Logical Link Control)副層とMAC(Media Access Control)副層に分けられる。（覚える必要なし）
順に並べるとこんな感じ
・・・・
L3：ネットワーク層
L2:LLC副層・・・Link Controlという名のとおり、再送（Retransmission）制御などの制御を行う。
:MAC副層・・・MACアドレスが使われ、イーサネットもここで動作する。
L1:物理層
３． ネットワーク層過去問では、ネットワーク層に関して、「エンドシステム間のデータ伝送を実現するために，ルーティングや中継などを行う。(H25春FE午前問33）」「経路選択機能や中継機能をもち，透過的なデータ転送を行う。(H27秋NW午前�玉�3）」とあります。
IP、ICMP、IPsec、ARP、RARPなど。
IPによる通信をする。過去問では、ネットワーク層（第3層）の役割を「一つ又は複数の通信網を中継し、エンドシステム間のデータ転送を行う（H16NW午前 問30)」としている。
４．トランスポート層代表例はTCPとUDP。過去問(H27秋NW午前�玉�3）では、トランスポート層（第4層）の機能として、「伝送をつかさどる各種通信網の品質の差を補完し、透過的なデータ転送を行う。」と述べている。
５〜７．アプリケーション層過去問(H25春FE午前）では、アプリケーション層に関して、「各層のうち，最も利用者に近い部分であり，ファイル転送や電子メールなどの機能が実現されている。」とあります。
HTTP，SMTP，POP，FTP，DNS、TELNET，DHCP，IMAP，NTP（Network Time Protocol：時刻同期プロトコル），SOAP（Simple Object Access Protocol）、TFTP（Trivial File Transfer Protocol）
ちょっとこんがらがってきました・・・
HTTPはポート番号80番での通信ですよね。
ということは、レイヤ4のプロトコルでは？
HTTPは第3層ではIPを使い、第4層ではTCPの仕組みを使う。加えて、5〜7の上位層として、HTTPによるさまざまな規定がなされている。
7階層に分けるというのが
なんか、しっくり来ません・・・。
ここは、理解が難しいところです。少し補足します。たとえば、メールを送る場合を考えてください。
まず、メールソフトが第7層（アプリケーション層）でメールを作成します。このとき、物理層（第1層）が光ケーブルなのか、LANケーブルなのか全く意識しません。
逆にPCのNICでは、物理層（第１層）で電気信号をやり取りします。この際、データの内容がメールなのか、Webなのかなどの、アプリケーション層は全く意識しません。
このように、上位層（5層~7層）、OS（3~４層）、NICおよびNICのドライバ（1~２層）、ルータ（3層）、スイッチングハブ（2層）などが、それぞれレイヤごとに機能を分けて処理をしています。※実際のアプリケーションやOSの作りによっては部分的に違う層で実施したり、層の間をまたぐ場合もあります。
過去問（H25秋高度午前1問12）を解いてみよう| 問12 IPネットワークのプロトコルのうち，OSI基本参照モデルのトランスポート層に位置するものはどれか。 ア HTTP イ ICMP ウ SMTP エ UDP |
イ ネットワーク層
ウ アプリケーション層
エ トランスポート層 ←正解
過去問(H25春FE午前）を解いてみよう| 問33 OSI基本参照モデルにおけるネットワーク層の説明として，適切なものはどれか。 ア エンドシステム間のデータ伝送を実現するために，ルーティングや中継などを行う。 イ 各層のうち，最も利用者に近い部分であり，ファイル転送や電子メールなどの機能が実現されている。 ウ 物理的な通信媒体の特性の差を吸収し，上位の層に透過的な伝送路を提供する。 エ 隣接ノード間の伝送制御手順（誤り検出，再送制御など）を提供する。 |
イ：アプリケーション層の説明です。
ウ：物理層の説明です。
エ：データリング層の説明です。
過去問（H27秋NW午前�供砲魏鬚い討澆茲�| 問3 OSI基本参照モデルのトランスポート層の機能として，適切なものはどれか。 ア 経路選択機能や中継機能をもち，透過的なデータ転送を行う。 イ 情報をフレーム化し，伝送誤りを検出するためのビット列を付加する。 ウ 伝送をつかさどる各種通信網の品質の差を補完し，透過的なデータ転送を行う。 エ ルータにおいてパケット中継処理を行う。 |
イ データリンク層
ウ トランスポート層 ←正解
エ ネットワーク層
過去問（H27秋FE午前）を解いてみよう| 問31 OSI基本参照モデルの第3層に位置し，通信の経路選択機能や中継機能を果たす層はどれか。 ア セション層 イ データリンク層 ウ トランスポート層 エ ネットワーク層 |
過去問（H24秋FE午前）を解いてみよう| 問34 OSI基本参照モデルにおいて，エンドシステム間のデータ伝送の中継と経路制御の機能をもつ層はどれか。 ア セション層 イ データリンク層 ウ トランスポート層 エ ネットワーク層 |
すべての技術をきれいに階層に分けることはできません。ただ、ネットワーク機器は階層を意識して作られています。たとえば、スイッチングハブは物理層とデータリンク層で動作しますが、ネットワーク層のIPアドレスなどの情報には関与しません。そうすることで、レイヤ２の高速な処理を可能にしているのです。
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