基本技術者試験の勉強がてら、まとめてみます。
##1. OSI基本参照モデルとは
・ネットワークは、様々な機能と一緒に__複数のプロトコル__が使われている。
=> 土台となるプロトコルの上に、それを利用するプロトコルが乗っている階層のイメージ。
・この階層の世界規格が、「OSI(Open System Interconnection)基本参照モデル』と呼ばれる。
##2. OSI基本参照モデルの7つの階層
・OSI基本参照モデルは、ネットワーク機能やプロトコルを7つの階層に分ける。
| 階層 | レイヤ |
|---|---|
| 第7層 | アプリケーション層 |
| 第6層 | プレゼンテーション層 |
| 第5層 | セッション層 |
| 第4層 | トランスポート層 |
| 第3層 | ネットワーク層 |
| 第2層 | データリンク層 |
| 第1層 | 物理層 |
・下の階層にあるほど、基本的な機能やプロトコル（取り決め）を提供する。
第1層：物理層
電線、光ケーブル、電波のどれかを使ってデータを物理的に伝送するかを取り決める。
第2層：データリンク層
直接つながっている相手と通信を行うための取り決め。
第3層：ネットワーク層
データを中継して最終的な目的地まで届けるための取り決め。
（例）
第4層：トランスポート層
データの分割と復元、および到達確認を行う。
インターネットで伝達される大きなデータは、いくつかの小さなデータに分割されて送信され、受信先で元のデータに復元される。
第5層：セッション層
複数のデータのやりとりによる一連の通信手段の取り決め。
第6層：プレゼンテーション層
文字、画像、圧縮などのデータ表現の取り決め。
第7層：アプリケーション層
ユーザから見た操作方法の取り決め。
##3. OSI基本参照モデルとプロトコル
OSI基本参照モデルに対応付けて、ネットワークで使われている様々なプロトコルを分類できる。
| 階層 | レイヤ | プロトコル |
|---|---|---|
| 第7層 | アプリケーション層 | HTTP、SMTP、POP3、FTP、NTP、Telnet、SSHなど |
| 第6層 | プレゼンテーション層 | HTTP、SMTP、POP3、FTP、NTP、Telnet、SSHなど |
| 第5層 | セッション層 | HTTP、SMTP、POP3、FTP、NTP、Telnet、SSHなど |
| 第4層 | トランスポート層 | TCP、UDP |
| 第3層 | ネットワーク層 | IP |
| 第2層 | データリンク層 | イーサネット |
| 第1層 | 物理層 | イーサネット |
1, __イーサネット：__第1層の物理層と、第2層のデータリング層の機能を提供する。データリング層までは、社外のインターネットに出ていけないので、イーサネットは社内LANのプロトコル。
★インターネットでは、TCP/IPが基本プロトコルになる。
2, __IP：__第3層のネットワーク層で使うプロトコル。
Internet Protocolの略。
3, __TCP：__第4層のトランスポート層で使うプロトコル。
Transmission Control Protocolの略。
4, __UDP：__第4層のトランスポート層で使うプロトコル。
User Datagram Protocolの略。TCPの代わりに使うこともある。
UDPは、品質より速度を重視したプロトコル。目的地にデータが到達しなかった場合、TCPはデータの再送を行うが、UDPは再送を行わない。
（例）：品質より速度が重視される音楽や動画の配信、時刻を合わせる__NTP（Network Time Protocol）__などで行われる。
5, __HTTP、SMTP、POP3(※)など：__第5層のセッション層、第6層のプレゼンテーション層、第7層のアプリケーション層の機能をまとめて提供してくれるもの。
※ HTTP：WEBサーバを閲覧、SMTP、POP3：メールを送受信するもの。
==> これらのプロトコルは、どれも基本プロトコルとしてTCPとIPを使う。
(その他) DNSサーバ、DHCPサーバは？
・DNSサーバ => __DNS__というプロトコルを使う
・DHCPサーバ => __DHCP__というプロトコルを使う
==> これらのプロトコルは、速度を優先するために、基本プロトコルとしてUDPとIPを使う（DNSでは、TCPを使うことがある）。
##4. アプリケーションデータに付加されていくヘッダ
▼データが送られていくイメージは、こちらです。
7つの階層を上から順番にたどりながら送信し、下からたどりながら受信されるイメージ。
・データ送信時に、上から下に階層をたどるときに、宛先や差出人など情報がデータ付加される。このデータのことを__ヘッダ（header）__と呼ぶ。
・プロトコルごとにヘッダの形式がちがうので、階層を上から下にたどることで、それぞれのヘッダが追加されていく。逆に、データ受信の際に、下から上に階層をたどる時はヘッダが除去されていき、データだけがユーザに渡される。
==> このデータのことを、__アプリケーションデータ__と呼ぶ。
・ヘッダ ＋ アプリケーションデータ = それぞれの階層に置けるデータのまとまり。
▼追加されていくヘッダのイメージ
・アプリケーションヘッダ + TCPヘッダ = TCPセグメント
・アプリケーションヘッダ + TCPヘッダ + IPヘッダ = IPパケット
・アプリケーションヘッダ + TCPヘッダ + IPヘッダ + イーサネットヘッダ = イーサネットフレーム
##5. LAN間接続装置
・__ルータ__のようにLANとLANの間を接続する装置を、__LAN間接続装置__と呼ぶ。
・ルータのほかにも、__ブリッジ__と__リピータ__がある。
| 階層 | レイヤ | LAN間接続装置 |
|---|---|---|
| 第7層 | アプリケーション層 | |
| 第6層 | プレゼンテーション層 | |
| 第5層 | セッション層 | |
| 第4層 | トランスポート層 | |
| 第3層 | ネットワーク層 | ルータ |
| 第2層 | データリンク層 | ブリッジ |
| 第1層 | 物理層 | リピータ |
__ルータ：__ルータは、IPアドレスを見て適切なネットワークにデータを中継する。
__ブリッジ：__ブリッジは、2つのLANをつないで、1つのLANにする。宛先MACアドレスを見てデータを中継する。1つのLANになれば、データリング層までの機能で通信できる。
__リピータ：__リピータは、長い通信ケーブルを通って弱くなった電気信号を回復させる（= 信号を増幅することによって伝送距離を延長する）。データの内容に関わらず、物理的に回復しているだけ。
（その他）__ゲートウェイ：__複数の階層のプロトコルをまとめて変換する装置。OSI基本参照モデルの特定の階層に対応付けられない。