OSI参照モデル

１．成り立ち

　国際標準化機構（ISO）によって規定されており
　　　データ通信の機能を7つの階層に分けて説明したモデル

　異種間のデータ通信を実現するためには、
　　　ネットワーク構造の基本的な設計方針が決められている必要がある

　1982年頃に異なるネットワークアーキテクチャを１つに統一しようと、
　　　ISO（国際標準化機構）とITU（国際電気通信連合）により
　　　OSI（Open Systems Interconnection：開放型システム間相互接続）と
　　　呼ばれるネットワーク標準規格の策定が始まる

　OSIで用いられる通信のモデルがOSI参照モデルとなる

２．参照モデルと階層

層	名称	規格（プロトコル）	概要	利用例	領域	関連装置
７層	アプリケーション層	HTTP,FTP,DNS,SMTP,POPなど	個々のアプリケーション	www,メール	ソフトウェア	ゲートウェイ
６層	プレゼンテーション層	SMTP,FTP,Telnetなど	データの表現形式	HTML
５層	セッション層	TLS,NetBIOSなど	通信手段	HTTPS
４層	トランスポート層	TCP,UDP,NetWare/IPなど	エンド間の通信制御	TCP,UDP	ネットワーク
３層	ネットワーク層	IP,ARP,RARP,ICMPなど	データを送る相手を決め 最適な経路で送信	IP		ルータ、L3スイッチ
２層	データリンク層	PPP,Ethernetなど	隣接する機器同士の通信を実現	Ethernet		ブリッジ、L2スイッチ
１層	物理層	RS-232,UTP,無線	物理的な接続、電気信号	UTPケーブル,光ファイバーケーブル	ハードウェア	LANケーブル、NIC

３．規格の内容

　・第7層（L7）アプリケーション層・・・ソフトウェアの通信規則
　　　ユーザが操作するソフトウェアが提供する具体的な
　　　機能についての仕様や通信手順やデータ形式などを定める

　　　Webページを閲覧するときは・・・HTTP
　　　Webページと暗号化通信を行う際は・・・HTTPS
　　　サーバにファイル転送をするときは・・・FTP
　　　サーバにに暗号化転送を行うときは・・・SFTP
　　　簡易的なファイル転送の場合は・・・TFTP
　　　メール送信の際は・・・SMTP
　　　メール受信の際は・・・POP
　　　サーバの遠隔操作は・・・Telnet
　　　サーバ接続の際に暗号化する場合は・・・SSH
　　　ドメイン名からIPアドレスに変換するときは・・・DNS

　　　異なるプロトコルが無数にあるため、
　　　利用するソフトウェアやアプリケーションに応じて
　　　ハードウェアの通信機能でプロトコルの制御を行い通信を確立する

　・第6層（L6）プレゼンテーション層・・・データ表現と暗号化
　　　主流となっているプロトコルはSMTPやFTP
　　　　　SMTPは電子メールを伝送する際に利用されるプロトコル
　　　　　FTPはサーバにファイル転送を行う際に利用されるプロトコル

　　　どちらもファイルを転送する役目
　　　　　適切な文字コードや改行コードでHTMLファイルを作成し
　　　　　ファイル転送を行うことで上層のアプリケーション層にデータを渡す
　　　　　Webサーバは文字コードや改行コードをもとに
　　　　　適切な形式で表示するために変換を行う

　　　　　Webブラウザで文字化けが発生せずに正確な文章が表示される

　　　　　下層のセッション層に渡す際はデータの「暗号化」を用いて
　　　　　TLSプロトコルで暗号化通信をする

　・第5層（L5）セッション層・・・ホスト間の通信
　　　通信の確立、維持、終了するまでの手順を規定している

　　　主流はTLS、SSL／TLSと表記される
　　　　　SSLサーバ証明書は通信中の「なりすまし」「盗聴」「改竄」などを
　　　　　回避し「フィッシングサイト」による詐欺被害を防止する

　・第4層（L4）トランスポート層・・・通信の品質をコントロールする
　　　高信頼性やリアルタイム性など目的に応じた通信品質を実現する

　　　TCPプロトコル
　　　　　TCPは機器間の接続を作り確実な信号を送信する
　　　　　リアルタイムの通信には不適切だが
　　　　　Webサーバへのアクセスなど信頼性の高い通信に利用する

　　　UDPプロトコル
　　　　　TCPのように通信の信頼性を高めることはできないが、
　　　　　すぐに使える身近な通信機能を提供する
　　　　　　　正確性はないがリアルタイム性の高い通信が可能
　　　　　　　動画ストリーミング配信やリモート会議などで適用する　

　・第3層（L3）ネットワーク層・・・中継による任意の機器同士の通信を実現
　　　複数のネットワークをつないで相互にやり取りする機能を実現する

　　　代表的なものはルータ
　　　　　ネットワークの中継機能を果たし所定の方向にパケットを転送する

　　　代表的なものはIP
　　　　　IPアドレスというものを接続するコンピュータ機器に付与し
　　　　　機器同士を通信することに用いられる

　　　直接つながっていないネットワーク間で
　　　パケットをルーティングする機能を提供し、
　　　機器が直接つながっていなくても通信が実現できる

　・第2層（L2）データリンク層・・・直接接続された機器同士の通信を実現
　　　通信回線のことを示し正確に通信をする規則が定められている

　　　代表的な組み合わせはMACアドレスによるイーサネット接続
　　　　　イーサネットは有線でも無線でもＬＡＮである
　　　　　MACアドレスで機器を識別しイーサネットで接続をする
　　　　　隣接したノード間でデータが壊れていないかのチェックをしながら
　　　　　確実な通信を実現する

　・第1層（L1）物理層・・・信号およびバイナリ転送
　　　ハードウェアのコネクタ形状やピン数などの物理的な接続を定める

　　　バイナリ転送とは特定の文字コードの範囲に収まらない
　　　任意のビット列を含むバイナリデータを保存したファイルを転送すること
　　　　　ビット（0と1の符号化）単位でデジタル信号の送信・受信を行う

　　　ハードウェア同士接続をするケーブルや配線では
　　　信号をもとに機器同士を電気信号などで通信をしている接続線のことで

　　　ハードウェア同士で物理的に通信を行う方法が物理層の通信