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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、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) 、から構成される。

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ため、より上層に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、ペイロード (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) 、ヘッダー情報、から構成される。

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のペイロードを作成する。

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の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、ペイロードを文字コード変換し、また暗号化/復号化する。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/復号化する。

(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。

ペイロードはTCP/UDPパケットを持つ。

L4ヘッダーはIPアドレスを持つ。

(5)

ネットワーク層 (L3) にて、L3ヘッダーを追加する。

ペイロードはIPパケットを持つ。

L3ヘッダーはMAC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)

物理層にて (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。