OSI参照モデル

層 (Layer)

L7 アプリケーション層

​　アプリケーションごとの固有の規定

L6　プレゼンテーション層

　文字コードなどのデータの表現形式

L5　セッション層

　通信プログラム間の通信の確立、維持、終了

L4　トランスポート層

　データ転送の信頼性

L3 　ネットワーク層

　異なるネットワーク間の通信

L2 　データリンク層

　同じネットワークの中でどのように通信するか？

L1 　物理層

　ビット列と電気信号を変換するための規定

概要

用語

• パケット

  ネットワークを流れるひとかたまりのデータのこと。パケットはヘッダとデータ（ペイロード）に分かれる。

• ヘッダ

  データや文書の本体の先頭に付け加えられる、そのデータについての情報を記述した部分のこと。

• パケットヘッダ

  パケットヘッダとは、ネットワークを流れる一塊のデータの先頭に付け加える、そのデータについての情報を記述した部分のこと。

OSI参照モデルとTCP/IPモデルの関係

TCP/IPモデル

L4　アプリケーション層

　OSI参照モデルのL7,L6,L5に対応

L3 　トランスポート層

　OSI参照モデルのL4に対応

L2 　インターネット層

　OSI参照モデルのL3に対応

L1 　ネットワーク・インターフェース層

　OSI参照モデルのL2,L1に対応

共通点

異機種間の通信を目的としています。

OSI参照モデルの策定される以前では、コンピュータネットワークは、単一のベンダー（メーカー）の

製品だけで構成されており、異なるベンダーのコンピュータ同士の通信を行うことは難しい状況でした。

ネットワークが普及するにつれ、特定のベンダーに依存することなく異なるベンダーの機器との接続

の要望が増えたため、異機種間の通信を実現するための設計方針（OSI）が1984年に策定されました。

団体

OSI参照モデル : 国際標準化機構 (ISO)

TCP/IPモデル : 米国国防高等研究計画局 (DARPA)

立ち位置

TCP/IPモデルが、私たちが使っている「事実上の」標準である。

OSI参照モデルは国際標準化機構（ISO）が作った「名目上の」標準である。

L1　物理層

ビット列と電気信号を変換するための規定

L1 (物理的接続) は電気信号をビット列に変換する

L1以外 (論理的接続) は、ビット列のまま扱う規定

L2　データリンク層

同じネットワークの中でどのように通信するか？

Mac アドレス

**上位24ビットをベンダー識別子という。IEEEが製品ベンダーに重複しないように割り当てられる。Macアドレスの下位24ビットをベンダー内識別子という。**ベンダーが独自に割り当てる。

ネットワーク機器

• リピータハブ (L1)

  繋がっている端末すべてに対して、データを送信する。Macアドレスを使う必要がなく、電気信号を扱うので第一層の処理になる。

• スイッチングハブ (L2)

  繋がる複数の端末内の必要としているものだけにデータを渡す。**該当の端末はMacアドレスで識別する。**OSI参照モデルの第二層の処理である。

• ルーター (L3)

  異なるネットワーク間を中継する。よって、第三層の処理である。

用語

• コリジョン

  有線ならデータが同じ線の中でぶつかって壊れること。無線ならアクセスポイントで波が重なってしまうこと。

• ALOHA

  **無線通信用の通信プロトコルである。**ノードでの検出なしで、パケット通信が可能になったときにすぐにパケットを送信する。パケット通信が可能になったら、通信相手の状況を考慮せずに通信するので、コリジョンが起きやすい。

• CSMA

  データリンク層の通信プロトコルである。**ALOHAと異なり、コリジョンを回避できる。**CSMA/CDは送信中に衝突を検出し、もし検出したら即座に通信を中止する。ランダムな待ち時間を挿入するCSMA/CAは送信の前に待ち時間を毎回挿入する。

• SSID

  **アクセスポイントの識別子である。**混線防止のために名付けている。無線LANの親器になれるものにつく。無線LANで使用されている帯域は、2.4GHz帯(多くの機器が対応)と5GHz帯がある。

L3　ネットワーク層

異なるネットワーク間の通信

IPアドレス

ネットワーク部は、各ホストが所属するネットワークを示す。

ホスト部はネットワークに所属する各ホストを表す。

プレフィックス長とは先頭何ビットまでがネットワーク部かを示すものである。

ルーティングテーブル

**ルーティングテーブルとは、事前に登録されたルートのネットワーク情報のデータベースのことである。**基本的なルーティングテーブルの構成は、宛先ルート、パケット転送先、出力インターフェースである。ダイナミックルーティングはそれぞれのルータが作ったルーティングテーブルを交換し合って、更新していく。スタティックルーティングは、手動でルーティングテーブルを決定する。

DNS

DNSサーバは、ドメイン名とIPアドレスの対応付けを行うための仕組みを提供するサーバである。

ARP

ARPはIPアドレスとMACアドレスを対応付けること。

ブロードキャストでARPリクエストを送る。

ARPリプライはユニキャストでMACアドレスを送り返す。

L4　トランスポート層

データ転送の信頼性

TCP/UDP

TCPは高速性よりも正確性を重視するサービスに利用される。

UDPは、リアルタイム性を重視するサービスに利用される。

3ウェイハンドシェイクとは、TCPにおいて使用される接続を確立する方法である。

TCPコネクションは、ハーフクローズという方法で終了される。片方ずつコネクションを切断する。コネクションを切断したい方がFIN bitをセットする。

輻輳制御は、adv window sizeとcongestion window sizeの小さいほうに合わせることを指す。

セグメンテーション

アプリケーション内で使われるデータの単位はファイルである。

その大きさは、MBからGB程度である。

TCPセグメントの大きさは1500B程度である。

データを1500Bずつの単位に区切って送信することをセグメンテーションという。

ポート番号

ポート番号とは、TCP/UDP通信において、コンピュータが通信に使用するプログラムを識別するための番号である。

インターネットに接続されているコンピュータでは、数多くの通信プログラムが動いており、データがどのサービスに向けたものかを明らかにする必要がある。

宛先ポート番号は、アプリケーションプロトコルごとに決まっている。送信元ポート番号はOSが空いている番号を適当に割り振る。