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OSI参照モデル＠ネットワーク

はじめに

本サイトにつきまして、以下をご認識のほど宜しくお願いいたします。


01. OSI参照モデル

OSI参照モデルとは

ネットワークで使用されているプロトコルを 7 階層に分類したモデルこと。


種類

OSI 参照モデルは、次の 7 階層から構成される。

  • 物理層 (L1)
  • データリンク層 (L2)
  • ネットワーク層 (L3)
  • トランスポート層 (L4)
  • セッション層 (L5)
  • プレゼンテーション層 (L6)
  • アプリケーション層 (L7)

OSI参照モデル


02. OSIの各層の責務

処理するプロトコル

各層で異なるプロトコルを処理する。

プロトコルとしての暗号化技術である『暗号化プロトコル』は、赤色で示してある。

層名からとって、プロトコルを『アプリケーションプロトコル』『トランスポートプロトコル』『インターネットプロトコル』『ネットワークインターフェースプロトコル』ともいう。

encryption_protocol


通信機器との対応関係

OSI参照モデルと通信機器

OSI 参照モデルの各層と通信機器の間の対応関係は以下の通りである。

(1)

プライベートネットワークにクライアント PC がある。

(2)

クライアント PC にて、Web ブラウザのアプリケーションのプロセスが、OSI アプリケーション層、OSI プレゼンテーション層、OSI セッション層で稼働している。

ここで、パケットを作成する。

(3)

パケットは、クライアント PC の OSI トランスポート層、OSI ネットワーク層、OSI データリンク層、OSI 物理層を経る。各層で、パケットにヘッダー情報が追加される。

(4)

PC からルーターにパケットを送信する。

(5)

ルーターは OSI ネットワーク層に属する。

そのため、パケットはより上層へ一度戻ることになる。

(6)

パブリックネットワークを経て、宛先のプライベートネットワークのルーターに到達する。

(7)

ルーターからサーバーにパケットを送信する。

(8)

パケットは、OSI データリンク層、OSI 物理層 (NIC：Network Interface Card (例：LAN アダプタ、LAN ボード、LAN カード) ) 、リピータ、LAN ケーブル、OSI ネットワーク層、OSI トランスポート層を経る。

(9)

サーバーにて、アプリケーションのプロセスが特定のポート番で受信している。アプリケーションによってパケットが処理される。


03. パケット

パケットとは

パケットは、パケットペイロードとヘッダー情報から構成される。

パケットペイロードは、IP ヘッダー、トランスポートヘッダー、アプリケーションデータからなる。

パケットの構造


アプリケーションへの操作がパケットになるまで

ここでは、OSI 参照モデルを使用する。

まず、アプリケーション層で、アプリケーションがパケットパケットペイロードを作成する。

パケットペイロードは、OSI の層を経るたびにヘッダーを追加していく。

osi-reference-model_packet

(1)

アプリケーション層 (L7) にて、アプリケーションの入力に応じてパケットパケットペイロードを作成する。さらに、L7 ヘッダーを追加する。

プロトコルに応じてパケットペイロードやL7ヘッダーの持つ情報は異なる。

例えば、HTTPであればパケットペイロードはWebページやリクエストメッセージである。

また、L7ヘッダーはリクエストヘッダーである。

(2)

プレゼンテーション層 (L6) にて、パケットペイロードを文字コード変換し、また暗号化/復号する。さらに L6 ヘッダーを追加する。

例えば、HTTPであればWebページやリクエストメッセージを文字コード変換し、また暗号化/復号する。

(3)

セッション層 (L5) にて、セッションを開始し、L5 ヘッダーを追加する。

(4)

トランスポート層 (L4) にて、L4 ヘッダーを追加する。

パケットペイロードはTCP/UDPパケットを持つ。

L4ヘッダーはポート番号を持つ。

(5)

ネットワーク層 (L3) にて、L3 ヘッダーを追加する。

パケットペイロードはIPパケットを持つ。

L3ヘッダーはIPアドレスを持つ。

(6)

データリンク層 (L2) にて、L2 ヘッダーを追加する。

(7)

物理層 (L1) にて、L1 ヘッダーが追加される。

(8)

パケットを HTTP リクエストとして送信する。