OSI 参照モデル

はじめに

本サイトにつきまして、【IT技術の知見】はじめに - 俺の技術ノート 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 - その1

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。

• Host Based Networks Vs. Client Server Networks | Techwalla

通信機器との対応関係

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。

• 第3回 OSI参照モデル：詳説 TCP/IPプロトコル（2/5 ページ） - ＠IT

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。

• https://www.network-engineer.info/network_beginner/%E3%81%9D%E3%82%82%E3%81%9D%E3%82%82ip%E3%83%91%E3%82%B1%E3%83%83%E3%83%88%E3%81%A8%E3%81%AF%E3%81%AA%E3%81%AB%E3%81%8B%EF%BC%9F/
• ペイロードの意味や定義 わかりやすく解説 Weblio辞書
• 伝送データを暗号化しなければならない | 日経クロステック（xTECH）

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。

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。

• Bytebytego on X: "How is data sent over the network? Why do we need so many layers in the OSI model? The diagram below shows how data is encapsulated and de-encapsulated when transmitting over the network. 🔹 Step 1: When Device A sends data to Device B over the network via the HTTP protocol, it … / X
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