OSI基本参照モデル

読み：おーえすあいきほんさんしょうもでる　／　英語表記：Open Systems Interconnection Basic Reference Model

通信の機能を7階層に分け、各層の役割と相互関係を整理する参照モデル。トランスポート層は、通信網の品質の違いを補い、端から端までのデータ転送を上位層に提供する。

イマシルちゃんの解説

「ネットがつながらない！」といっても、原因は一つじゃないんだ。
ケーブルの信号が届いていないのかもしれないし、途中の機器が送り先を見つけられないのかもしれない。

通信には、信号を運ぶ、隣の機器へ渡す、遠くの相手まで届ける、アプリ同士でやり取りする……と、いろんな仕事があるの。
そこで、ISO（国際標準化機構）という団体などが、通信の仕事を7つの階層に分けて整理したんだ。
それが、OSI基本参照モデルだよ！

これがあると、どのあたりに問題があるのか考えやすくなるし、違う通信技術も同じ物差しで比べられるんだ。
ちなみに、OSI基本参照モデルそのものがデータを送るわけではないよ。通信の仕組みを理解するための地図のようなものなんだ。

OSI基本参照モデルはISO/IEC 7498-1やITU-T X.200で定められた、通信機能を整理する枠組みである。一つの通信プロトコルの名前ではなく、異なるシステムの通信機能を共通の観点で説明するために使う。

各層は、下位層のサービスを利用し、上位層へサービスを提供する。下位層の内部を変えても、受け渡しの条件を保てば、上位層への影響を抑えやすい。

層	名称	主な役割
7	アプリケーション層	利用者の目的に応じた通信サービスを提供する
6	プレゼンテーション層	データの表現形式の違いを調整する
5	セッション層	対話の進行や同期を管理する
4	トランスポート層	通信網の違いを補い、端から端までの転送を提供する
3	ネットワーク層	宛先への経路選択と中継を行う
2	データリンク層	隣接する機器間でフレームを扱い、伝送誤りの検出などを行う
1	物理層	電気・光・電波などでビット列を伝送する

表現形式の変換や対話制御は、実際のTCP/IPの実装ではアプリケーション側のプロトコルに含まれることも多い。モデル上の層と、製品内の独立したプログラムが必ず一対一になるわけではない。

途中の通信網では、パケットの損失や順序の入替わりなどが起こり得る。上位層が通信網ごとに異なる処理を作り込まなくて済むよう、必要な品質を満たす転送サービスを提供するのが、この層の役割である。

TCPは、順序管理や再送によって信頼性のある転送を提供する。一方、UDPはデータグラム単位の簡素な転送を提供し、TCPと同じ信頼性の仕組みを備えない。「この層なら、すべてのプロトコルが必ず再送する」とは判断しない。

送信側では、上位層のデータに下位層の制御情報を付けて渡す。この操作をカプセル化という。受信側では、対応する制御情報を処理して上位へ渡す。

例として、HTTPのデータをTCPのセグメントに入れ、そのセグメントをIPパケットへ入れ、さらにイーサネットのフレームで運ぶ。途中のルータでは、リンク用の制御情報を付け替えて次のリンクへ転送する。

通信障害を調べる際は、信号が届くか、同じLAN内で転送できるか、宛先への経路があるか、目的のサービスが応答するかを順に確認できる。層を意識すると、同じ「つながらない」でも調べる対象を絞れる。

午前Ⅱ