【ネットワークの基礎】OSI基本参照モデルとは？わかりやすく解説

こういった疑問にこたえます。

普段SEとして働いている僕が詳しく解説していきます。

OSI基本参照モデルを理解していればトラブル時にどこの層で障害が起こっているのか？という視点で障害の切り分けが行えるようになるので非常に重要です。

プロトコルとは

プロトコルとはコンピュータ同士が通信する際に必要な手順や約束事が必要になります。

この約束事のことをプロトコルと言います。

僕たちが誰かに手紙を送るときも、郵便番号と住所の情報や切手を貼る必要があります。

このルールを守らなかったら手紙が正しく相手のところに届かないですよね？

コンピュータ同士でも同じことをしています。

プロトコルにはさまざまな種類があります。

代表的なものをまとめておきます。

プロトコル	概要
HTTP	Hypertext Transfer Protocol。WWWサーバとWWWクライアント間において、HTMLで記述された文書を送受信する時に使用されるプロトコル。
FTP	File Transfer Protocol。ファイルの転送の時に使用されるプロトコル。
TELNET	ホストにリモートログインし、遠隔操作ができる仮想端末機能を提供するプロトコル。
SNMP	Simple Network Management Protocol。構成機器や障害時の情報収集を行うために使用されるネットワーク管理プロトコル。
NTP	Network Time Protocol。タイムサーバの時刻をもとに複数のコンピュータの時刻を同期させるプロトコル。

OSI基本参照モデルとは

OSI基本参照モデルは、ネットワークの機能を次のように7階層にモデル化しているのが特徴です。

それぞれの階層で役割が決められています。

7 アプリケーション層	アプリケーションごとのサービスを提供（電子メール、WWWなど）
6 プレゼンテーション層	データを通信に適した形に変換（文字コード、圧縮方式など）
5 セッション層	コネクションの確立と切断
4 トランスポート層	データを通信相手に確実に届ける（TCP、UDPなど）
3 ネットワーク層	アドレスの管理と経路の選択（IP、ルーティングなど）
2 データリンク層	物理的な通信経路の確立（イーサネット、MACアドレス、スイッチングなど）
1 物理層	コネクタなどの形状と電気特性の変換（UTPケーブル、光ファイバなど）

OSI基本参照モデルの各層の役割

大まかな役割で分けると二つに分かれます

• 第1層〜第4層
  通信機能を実現する
• 第5層〜第7層
  アプリケーション機能を実現する

なお、ここでいう「層」のことをレイヤとも言います。

第1層をL1、第2層をL2と表現したりします。

ネットワークの機能をこのように層で分ける理由は、各層の独立性や専門性を高め、新たな技術へ柔軟い対応できるようにするためです。

例えば、有線LANを無線LANにしたからといって電子メールの設定を変える必要はありません。

これは層ごとが独立しているから実現できることです。

トラブルシューティング

実際の現場では、トラブルシューティングの時にOSI基本参照モデルの概念が必要になります。

どこの階層で障害が発生しているのか？という視点で切り分けができます。

頭の中で階層構造化をしてトラブルの解決にあたります。

まずはレイヤ1から調査するのが鉄則です。

ケーブルは正しく接続されているか？
電源は供給されているか？

物理的な観点から調査していき、徐々に上の層に向かって調査していきます。

ここで物理層から調査を始める理由は、物理的なところが正常でないとそもそも通信ができないからです。

OSI基本参照モデルの各階層のデータ単位

各階層のデータ転送でデータの呼び名が変わります。

次の通り、頭のなかに整理しておいてください。

• 第4層　トランスポート層　：セグメント
• 第3層　ネットワーク層　　：パケット
• 第2層　データリンク層　　：フレーム

パケットと呼ぶ場合は、ネットワーク層でのやりとりを言います。

フレームと呼ぶ場合は、データリンク層でのやり取りになります。

OSI基本参照モデルまとめ

OSI基本参照モデルの解説をまとめます。

• プロトコル
  ネットワーク上でコンピュータ同士が通信するときの使用する手順や約束事。
• OSI参照モデル
  ネットワークアーキテクチャを標準化するために、7階層にまとめ機能を定めたもの。

ネットワークの基礎ですのでネットワークエンジニアの方は必ず覚えておきましょう。

以上、お疲れ様でした。