【初心者必見】OSI参照モデル アプセトネデブで覚えよう

OSI参照モデルとは

OSI参照モデルとは、コンピュータの通信プロトコルの分類モデルです。

OSI（Open Systems Interconnection）とは、ISO（International Organization for Standardizationの略。日本語で国際標準化機構と呼ばれる、様々な製品・サービスの国際規格を定める非政府組織）により策定が開始されたコンピュータの通信プロトコルの規格です。コンピュータによる通信プロトコルが企業によって異なると相互接続できないという問題があり、共通の規格を作ることで解決するために策定が開始されました。

OSI参照モデルに準拠すると、通信プロトコルは7種類に分類されます。各レイヤーはそれぞれ異なる固有の役割を持ち、名前がついています。

各レイヤーの名前とその順序を覚えるために、各レイヤーの名称の頭文字を取って繋げた「アプセトネデブ」という覚え方がよく使われています。

OSI参照モデルのレイヤー概要

ここでは各レイヤーについて解説します。

第7層 アプリケーション層

アプリケーション層は、ユーザーが操作するソフトウェアが提供する機能に必要な通信サービスを実現するプロトコル群です。具体的な機能についての手続きやデータ形式等を定めています。

HTTPやDNS等がこの層に該当します。

第6層 プレゼンテーション層

プレゼンテーション層は、データを送付先が扱う形式に整形するプロトコル群です。各アプリケーションは自身が扱いたい形式でデータが欲しいため、全体として見た時に複数のデータ形式がある場合はどこかで変換処理が必要になりますが、それを担うのがこの層です。

SMTPやFTP等がこの層に該当します。

第5層 セッション層

セッション層は、セッションの開始・終了の管理を担うプロトコル群です。セッションはログイン・ログアウトの文脈での意味で、この意味でのセッション管理のためのデータ形式や手続きを定めます。

SSLやTLS等がこの層に該当します。

第4層 トランスポート層

トランスポート層は、通信の品質を保証するプロトコル群です。「品質」と言っても中身は様々で、高信頼性や速度等が考えられます。高信頼性を実現するプロトコルや、信頼性を犠牲にして速度を重視するプロトコル等があります。

TCPやUDP等がこの層に該当します。

第3層 ネットワーク層

ネットワーク層は、起点から終点までの通信を実現するプロトコル群です。個別に存在しているネットワークを結び付けることで、各ネットワーク同士の通信を可能にします。ネットワーク全体での整合的かつ体系的なアドレス割り当てやルーティング等を提供することでこれを実現しています。

ICMPやIP等がこの層に該当します。

第2層 データリンク層

データリンク層は、隣接するノード間の通信を実現するプロトコル群です。通信を正確に行うための規則を定めます。ネットワーク層が個別ネットワーク間の接続を担っていたのに対して、データリンク層は直接接続されるものの通信によって個別ネットワークの形成を担うと言えるでしょう。

EthernetやCAN等がこの層に該当します。

第1層 物理層

物理層は、通信のための物理的な仕様についてのプロトコル群です。通信のためにはハードウェアが必要ですが、その媒体や物理的なコネクションや手続きを定める必要があり、この層がそれを担います。

IEEE 802.11やISDN等がこの層に該当します。

OSI参照モデルの現在

ここまでOSI参照モデルについて解説してきましたが、OSI参照モデルに準拠した製品が普及することはありませんでした。というのも、TCP/IPという別の通信プロトコルモデルに基づいた製品が普及したためです。OSI参照モデルでは通信プロトコルを7層で分類する一方で、TCP/IPは4層で通信プロトコルを分類しており、分類方法が異なっています。OSI参照モデルにおける複数レイヤーが、TCP/IPでは単一レイヤーとして分類されたりしています。

ではOSI参照モデルを知る必要はないのかというとそうではありません。分類自体は普遍性の高いものであるため、ネットワークの問題の切り分けには未だに役に立ちます。つまり認識の枠組みとしては有益なのです。ネットワークを扱うのであれば、責務を見分けるために覚えておくべき知識と言えるでしょう。