コンピュータはネットワークに繋がれ、その間で様々な種類のデータ通信が行われています。
これを実現するには異種間のデータ通信を実現するための、基本的な設計方針が定められている必要があります。
それこそがOSI参照モデルであり、今回はそれについてのお話をしていきます。
OSI参照モデルの概要
OSI(Open Systems interconnection)参照モデルは、コンピュータネットワークの設計と通信プロトコルの理解を容易にするために開発された仕組みです。
このモデルは、通信を7つの階層に分類し、それぞれの階層が特定の機能を責任もって担当します。
それぞれの階層は、下位の階層から上位の階層へとデータを転移する際に、特定の規則に従います。
物理層(Physical layer)
物理層は、物理的な接続とビットの転送を担当します。
この層では電気信号/光信号/無線信号などデータを物理的な媒体を通じて送受信します。
物理層では、Ethernetケーブルや光ファイバーケーブル、無線LANなどがあります。
物理層について詳しく知りたい方はこちら。
データリンク層(Data Link Layer)
データリンク層は、物理的な接続を通じて直接接続されたノード間のデータ転送を管理します。
この層ではフレームと呼ばれるデータ単位を扱います。
フレームは物理アドレス（MACアドレス）を使用してノードを識別し、エラー検出やフロー正業などの機能を提供します。
データリンク層について詳しく知りたい方はこちら。
ネットワーク層(Network layer)
ネットワーク層は、複数のネットワーク間でのデータ転送を管理します。
この層では、パケットと呼ばれるデータ単位を扱います。
パケットには、送信元と宛先のIPアドレスが含まれており、ルーティングと転送を可能にします。
また、データのフラグメンテーション（分割）と再結合も処理します。
ネットワーク層について詳しく知りたい方はこちら。
トランスポート層(Transport Layer)
トランスポート層は、通信のエンドツーエンドの信頼性とデータの整合性を確保します。
この層では、セグメントと呼ばれるデータ単位を扱い、エラー修復や再送制御、ストリーム制御などの機能を提供し、データの信頼性と完全性を確保します。
代表的なプロトコルには、TCP(Transmission Control Protocol)があります。
トランスポート層について詳しく知りたい方はこちら。
セッション層(Session Layer)
セッション層は、通信セッションの確立、維持、及び終了を管理します。
この層では、データの同期やダイヤログ制御、エラー回復などが行われます。
また、ネットワーク上の異なるノード間での通信セッションを管理するための手段を提供したり、データの送信順序の制御やセッションの再開などの機能を提供します。
セッション層について詳しく知りたい方はこちら。
プレゼンテーション層(Presentation Layer)
プレゼンテーション層は、データの形式や表現方法を定義し、相互に異なるシステム間でのデータの転換と圧縮を行います。
この層では、データのエンコード、圧縮、暗号化などを行う事で、相互運用性が確保されます。
例えば、テキストのエンコーディング、画像や音声のアッシュう、暗号化などの処理です。
プレゼンテーション層について詳しく知りたい方はこちら。
アプリケーション層(Application layer)
アプリケーション層は、最終的なユーザーアプリケーションと直接やり取りする層です。
この層では、ネットワークサービスに関連する機能やプロトコルが実装されます。
例えば、Webブラウザ、電子メール、FTP(File Transfer Protocol)クライアントが動作します。
HTTP(HyperText Transfer Protocol)、SMTP(Simple Mail Transfer Protocol)などのプロトコルが用いられます。
まとめ
このように、OSI参照モデルはネットワーク通信の機能別に階層化し、相互運用性やネットワークの設計、トラブルシューティングを容易にするための枠組みとして広く受け入れられています。
上位層から行くとまずは物理層なので、詳しくさらに知りたい方はこちら。