ネットワーク通信の仕組みを理解するうえで重要な「OSI参照モデル（OSI Reference Model）」。
これは、ネットワークの動作を7つの階層に分けて整理したモデルです。
この記事では、OSI参照モデルの概要や各階層の役割をわかりやすく解説します！
1. OSI参照モデルとは？
OSI参照モデルは、ネットワーク通信の標準的な設計を定義したモデルです。
1984年にISO（国際標準化機構）によって制定され、通信プロトコルやネットワーク機器の設計に広く利用されています。
OSI参照モデルの目的
✔ ネットワークの仕組みを階層ごとに分けて整理する
✔ 各階層の役割を明確にすることで、異なるシステム間の相互接続を容易にする
2. OSI参照モデルの7階層と役割
OSI参照モデルは、7つの階層（レイヤー）に分かれています。
下の階層ほどハードウェア寄りで、上の階層ほどソフトウェア寄りになります。
| 階層 | 名称 | 役割 | 具体例 |
|---|---|---|---|
| 第7層 | アプリケーション層 | ユーザーが直接触れる部分 | Webブラウザ、メールソフト（HTTP, SMTP, FTP） |
| 第6層 | プレゼンテーション層 | データの形式変換・暗号化 | 文字コード変換、データ圧縮（JPEG, MP3, SSL） |
| 第5層 | セッション層 | 通信の開始・維持・終了 | リモート接続（SSH, RPC） |
| 第4層 | トランスポート層 | 信頼性のあるデータ転送 | TCP（データ保証）、UDP（高速転送） |
| 第3層 | ネットワーク層 | データのルーティング | IPアドレス管理（IP, ICMP） |
| 第2層 | データリンク層 | 物理的な通信の管理 | MACアドレス、イーサネット（Ethernet, PPP） |
| 第1層 | 物理層 | 電気信号やビットの送受信 | 光ファイバー、LANケーブル、Wi-Fi |
3. 各階層の詳細と具体例
第1層：物理層（Physical Layer）
🔹 役割：
データを「電気信号」「光信号」「電波」に変換し、物理的に送受信する。
🔹 具体例：
第2層：データリンク層（Data Link Layer）
🔹 役割：
物理層で送受信されたデータの誤りを検出し、正しく通信する。
🔹 具体例：
- MACアドレス（ネットワーク機器を識別）
- スイッチ（データを正しい機器へ転送）
- PPP（Point-to-Point Protocol）（モデム通信）
第3層：ネットワーク層（Network Layer）
🔹 役割：
異なるネットワーク間でデータをルーティングし、適切な経路で届ける。
🔹 具体例：
第4層：トランスポート層（Transport Layer）
🔹 役割：
送信データの分割や、受信データの再構築を行い、通信の信頼性を確保する。
🔹 具体例：
第5層：セッション層（Session Layer）
🔹 役割：
通信の開始・維持・終了を管理し、データのやり取りを円滑にする。
🔹 具体例：
- SSH（Secure Shell）（リモート接続）
- RPC（リモートプロシージャコール）
第6層：プレゼンテーション層（Presentation Layer）
🔹 役割：
データの変換・暗号化・圧縮を行い、アプリケーションが扱いやすい形式にする。
🔹 具体例：
第7層：アプリケーション層（Application Layer）
🔹 役割：
ユーザーが直接利用するアプリケーションと通信を結びつける。
🔹 具体例：
4. OSI参照モデルと実際のプロトコルの対応表
| OSI階層 | 代表的なプロトコル |
|---|---|
| 第7層（アプリケーション層） | HTTP, HTTPS, FTP, SMTP, DNS |
| 第6層（プレゼンテーション層） | SSL/TLS, JPEG, MP3 |
| 第5層（セッション層） | SSH, NetBIOS, RPC |
| 第4層（トランスポート層） | TCP, UDP |
| 第3層（ネットワーク層） | IP, ICMP, ARP |
| 第2層（データリンク層） | Ethernet, Wi-Fi, PPP |
| 第1層（物理層） | LANケーブル, 光ファイバー, 無線 |
5. OSI参照モデルの重要性と実際の活用例
💡 ネットワークトラブルの原因特定
「インターネットに繋がらない！」 → どの階層に問題があるかを分析しやすくなる
💡 通信プロトコルの理解
HTTP, TCP/IP, Wi-Fi など、ネットワーク技術を体系的に学べる
💡 異なるシステム間の相互接続
機器やOSが異なっても、OSI参照モデルに基づけば互換性を保ちやすい
6. まとめ
- OSI参照モデルは、ネットワーク通信を7階層に分けた設計モデル
- 各階層には明確な役割があり、異なる技術が対応している
- ネットワークのトラブルシューティングや、システム設計に役立つ
OSI参照モデルを理解すると、ネットワークの仕組みがスッキリ整理できます！
これを機に、さらに深く学んでみましょう！ 😊
