OSIモデル
1. 概要
OSIモデルは、Open Systems Interconnectionモデルの略であり、ネットワーキングシステムの通信機能を記述する標準化されたフレームワークです。 7つのレイヤーで構成され、各レイヤーには実行する特定の機能があります。
このチュートリアルでは、OSIモデルとそのレイヤーについて詳しく説明します。 各レイヤーの説明と機能を紹介します。
2. OSIモデルの概要
ネットワーキングシステムの初期の頃、ネットワーキングデバイスは同じベンダーによって製造されたデバイスと通信するように制限されていました。 たとえば、X社が製造したネットワークデバイスは、同じ会社が製造した他のデバイスとのみ通信でき、他の会社のデバイスとは通信できませんでした。
国内および国際的に製造されたネットワークデバイスが相互に通信できるようにするには、デバイスを標準的な手順で開発する必要があります。 コンピューティングおよび通信システムに標準化をもたらすために、国際標準化機構（ISO）は1984年にOSIモデルを公開しました。
OSIモデルは、アプリケーション層、プレゼンテーション層、セッション層、トランスポート層、ネットワーク層、データリンク層、物理層の7つの層で構成されています。 これらの各レイヤーには異なる役割があり、連携して1つのネットワークデバイスから別のネットワークデバイスにデータを送信します。
OSIモデルがどのようになっているのか見てみましょう。
次に、各レイヤーの主な機能について説明します。
3. 物理層
OSIモデルの最下層である物理層は、ネットワークデバイスと伝送媒体間の生データの送受信を担当します。情報またはデータをビットおよびトランジットの形式で格納します。あるノードから別のノードへのビット：
物理層は伝送速度の制御に重要な役割を果たします。デバイスが物理層にデータを送信するたびに、データを受信し、データをビットに変換して、データリンク層を送信します。 ビットを転送するときに、1秒あたりに送信されるビット数を定義します。
受信者と送信者の両方を制御するクロックを設定することにより、ビットレベルでの同期を容易にします。
これは、2つのネットワークデバイス間でデータが流れる伝送モードを定義します。
物理層は、物理トポロジも定義します。 物理トポロジは、コンピュータケーブルやその他のネットワークデバイスの実際のレイアウトです。
物理層で使用されるネットワークプロトコルは、 RS-232 、 UTPケーブル、DSLです。
4. データリンク層
データリンク層は、直接接続された2つのノード間のデータ転送を担当します。物理層は、データを受信すると、データをビットに変換してデータリンク層に送信します。 データリンク層は、物理層から受信したデータまたはパケットにエラーがないことを確認してから、あるノードから別のノードにデータを転送します。 MACアドレスを使用してパケットを別のノードに送信します。
データリンク層は、論理リンク制御（LLC）とメディアアクセス制御（MAC）の2つのサブ層にさらに分割されます。 LLC層は、受信したパケットのエラーをチェックし、同期します。フレーム。 MAC層は、伝送媒体へのネットワークデバイスのアクセスを制御します。 また、あるノードから別のノードにデータを転送する許可も与えます。
物理層からの生データがデータリンク層に到達するとすぐに、生データをフレームと呼ばれるパケットに変換します。 フレームを使用すると、ヘッダーとトレーラーも追加されます。 ヘッダーとトレーラーには、ハードウェアの宛先と送信元アドレスの情報が含まれています。 このようにして、パケットが宛先に到達するのにも役立ちます。
データリンク層の主な責任は、データの流れを制御することです。 一部のデータが1つの高処理サーバーから別の低処理サーバーに転送されるとします。 データリンク層は、2つのサーバー間でデータレートが一致し、データが破損しないようにします。
データリンク層は、エラー制御とアクセス制御も担当します。
データリンク層で使用される最も一般的なコンピュータネットワークテクノロジは、イーサネットです。
5. ネットワーク層
ネットワーク層は、ある送信ステーションから別の送信ステーションにデータを送信します。 また、あるホストから別のホストへの最短パスを選択して、可能な限り最良の時間にデータを配信するのにも役立ちます。 このプロセスはルーティングと呼ばれます。 また、送信者と受信者のIPアドレスをヘッダーに入れます。
ネットワーク層は、異なるネットワークデバイス間の論理接続を提供します。 アドレス指定でも重要な役割を果たします。受信データがネットワーク層に到着すると、宛先アドレスと送信元アドレスが追加されます。ヘッダー付き：
ネットワーク層は、 IPv4 / IPv6 、 ARP 、 ICMP などのさまざまなプロトコルを使用して、その機能を実行します。
6. トランスポート層
トランスポート層は、ネットワーク層とアプリケーション層の間で機能します。 データのエンドツーエンドで完全な転送を保証します。また、データ送信が完了したときに送信側ノードに確認応答を提供します。 送信中にエラーが発生した場合、トランスポート層はデータを再送信します。
トランスポート層はネットワーク層からパケットを受信し、パケットをセグメントと呼ばれる小さなパケットに分割します。 このプロセスはセグメンテーションと呼ばれます。 また、データのフローとエラーを制御し、データが受信側に正常に到達するのを支援します：
受信側では、トランスポート層がセグメント形式でデータを受信します。 セグメントを再構築し、データの変換が成功したことを確認します。
トランスポート層は送信側と受信側のステーション間のパケット転送を処理するため、主に TCP 、UDPプロトコルを使用してパケットを転送します。
7. セッション層
セグメントの形式でデータを送信する場合、セッション層はいくつかの同期ポイントを追加します。 エラーが発生した場合は、最後の同期点から送信を再開します。 このプロセスは、同期と回復と呼ばれます。
セッション層は、ダイアログコントローラとしても重要な役割を果たします。 ダイアログコントローラは、セッションの通信モードを識別します。 半二重または全二重の2つのシステム間の通信を可能にします。
アプリケーションがさまざまなコンピューターと通信できるようにするために、セッション層はNetBIOSやPPTPなどのネットワークプロトコルを使用します。
8. プレゼンテーション層
プレゼンテーション層は、2つのネットワークシステム間で交換されるデータの構文とセマンティクスを提供します。翻訳を提供し、翻訳層とも呼ばれます。
また、データに暗号化と復号化を提供することにより、データのプライバシーを確保します。 これは、データを表すために必要なビット数の削減に役立ちます。 このプロセスは、正式にはデータ圧縮と呼ばれます。
転送されるデータのプライバシーとセキュリティを確保するために、プレゼンテーション層はSSLまたはTSLプロトコルを使用します。
9. アプリケーション層
アプリケーション層はOSIモデルの最後の層であり、ソフトウェアアプリケーションに非常に近いものです。 これは、ソフトウェアアプリケーションとエンドユーザーの間の窓口として機能します。 ネットワークからのデータにアクセスし、ユーザーに情報を表示するのに役立ちます。
アプリケーション層は、ユーザーがファイルにリモートでアクセスしたり、ファイルを管理したり、コンピューターから特定のデータを取得したりできるようにするなど、いくつかの機能を実行します。
アプリケーション層で使用される一般的なプロトコルは、次のとおりです。 HTTP 、 FTP 、 DNS 、SNMP。
10. 結論
このチュートリアルでは、OSIモデルについて詳しく説明しました。 OSIモデルの各層とその機能について簡潔に説明しました。
