ネットワークの基礎1 プロトコルとOSI参照モデル
プロトコル
直訳すると規約。
通信の仕組みを取り決めるルールの総称。なにもネットワークに限った用語ではない。 あらゆる通信手段に於いて何らかの形でこのプロコトルが存在する。
OSI参照モデル
ISOで検討され、プロトコル標準化を目的として策定されたプロトコルの作成ガイドラインを示すモデル。
階層構造が特徴的で、通信全体の機能を7階層に分けている。
そのうち1〜4階層は下位層と呼ばれる、通信そのものを制御する部分。
対する5〜7階層は上位層と呼ばれ、データ形式などを定義する。
階層化のメリット
階層化を行う事でシンプルかつ、安定した開発が行える。
プログラムなら、そのプログラムが関与し、制御する深さをどの程度までとればよいか明確にできるため、実装すべき機能などがわかりやすい。
また、階層単位での交換が容易であり、上位にあまり影響を与えることなく一部分の仕様だけを更新できたりする。
なおこのあたりについては、別トピックでよりディープに扱いたい。
OSI参照モデルの各階層
物理層(第1層)
最下位に位置し、ケーブルの仕様や電気信号の波形や電圧の高低など、ハードウェア的な要素を決定する。
たとえば、通信は無線で行うか有線で行うか、有線なら使うケーブルを同軸ケーブルにするか光ファイバーにするか、同軸なら信号波形はどうするか・・・と言った風。
データリンク層(第2層)
同一ネットワークに於ける隣接ノード間通信についての規定。
ここでいう同一ネットワークというのは物理的に電気信号(データ、パケット、見方により呼び名は色々)が到達する範囲。早い話がMACアドレスで到達できる範囲であり、それゆえにMacアドレスの管理なども含まれていたりする。
ネットワーク層(第3層)
データリンク層で規定される区画間での通信を可能にする規定。
IP(インターネットプロトコル)はこのネットワーク層に属する。
Lanの外とも通信できるのはこのネットワーク層があるおかげ。
トランスポート層(第4層)
データ転送の制御を行う。
ネットワーク層までは、とにかく「宛先をはっきりさせる」ための規定を行ってきた。 この第4層以降では、「実際にデータを送る」ための規定を行う。
データを分割して送信し、「欠落した箇所を再送する」とか、「流すデータ量を調節してネットワークが詰まらないようにする」とか、「宛先でどのサービス(アプリケーション)を対象にしてデータを送っているのかはっきりさせる」とかが主なお仕事。
TCP、UDPなどはここに属する。
セッション層(第5層)
最終的な通信目的に合わせたデータの送受信管理をする。
コネクションの確立や転送のタイミングを合わせるなどがおもな仕事。