【ネットワーク概論】- OSI参照モデル

前談

「ネットワークの勉強って何から始めればいいんだろう...」
ネットワークの一歩目って難しいですよね。

私もネットワーク関係の専門学校に通っていたとき、最初は何がなんだかわかりませんでした。

この記事では、そんな当時の私が初めに学んだことを、自分なりにわかりやすく説明していきたいと思います！

一歩目

まず、OSI参照モデルとはなんぞやというところです。
下記が詳細な説明です。

コンピュータはネットワークでつながれ、その間で様々な種類のデータ通信が行われています。
これを実現するには、異なる種類のコンピュータ同士でもデータ通信ができるように、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ります。
1980年代初頭、各メーカーがそれぞれ独自のネットワークアーキテクチャを持っていました。これでは、異なるメーカーの機器同士で通信することが困難でした。
そこで1982年頃、ISO(国際標準化機構)とITU(国際電気通信連合)が、これらを1つに統一しようと動き出しました。
それが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です。
このOSIで用いられる通信のモデルがOSI参照モデルです。
OSI参照モデルとは、コンピュータネットワークに求められる機能(通信機能)を7階層の構造に分割し定義したものです。

とてもわかり辛い！！！！！

ですので、わかりやすく説明すると「コンピュータ間の通信を、7つの階層に分けて考えるための全世界共通の概念」です。

7つの階層

実際に表を作ってみました

「ア・プ・セ・ト・ネ・デ・ブ」で覚えてね⭐️

各階層の説明

第7層 - アプリケーション層(L7)

ユーザーが直接使うアプリケーションとネットワークをつなぐ層
Webブラウザやメールソフトなど、私たちが普段使うアプリケーションがネットワークを利用するための入り口です🚪
HTTP、HTTPS、SMTP、FTPなどのプロトコルがここで動作します。

第6層 - プレゼンテーション層（L6）

データの表現形式を扱う層
文字コードの変換(UTF-8、Shift-JISなど)、データの圧縮、暗号化といった、「データをどう表現するか」を管理します。
送信側と受信側で異なる形式でも、正しく解釈できるようにする役割です。

第5層 - セッション層（L5）

通信の開始から終了までを管理する層
通信の確立、維持、終了といった「やり取りの流れ」を制御します。
例えば、通信が途中で切れたときに再接続したり、データの同期タイミングを管理したりします。

第4層 - トランスポート層(L4)

データを確実に届ける層
データを適切なサイズに分割し、順番通りに届くように管理します。また、エラーが起きたときの再送制御も行います。
TCP（信頼性を重視したプロトコル）、UDP（速度を重視したプロトコル）などのプロトコルがここで動作します。

第3層 - ネットワーク層(L3)

データを目的地まで届けるルートを決める層
IPアドレスを使って、複数のネットワークを経由しながら目的地を探し出します。
インターネット上のルーターがこの層で動作しています。

第2層 - データリンク層(L2)

直接つながっている機器同士の通信を管理する層
MACアドレスを使って、同じネットワーク内での通信を制御します。
Ethernetや無線LANなどがこの層に該当します。

第1層 - 物理層(L1)

実際に0と1の信号を送受信する層
ケーブルや無線、光ファイバーなど、物理的な伝送媒体を通じて電気信号や光信号を送ります。
コネクタの形状や電圧、信号の周波数などの物理的な規格を定めています。

なぜ7階層に分けたのか?

ここまで7つの階層を見てきて、「なんで7つなの?5つや10じゃダメなの?」と思いませんでしたか?
実は、「7つじゃないとダメ」という絶対的な理由がどこを探しても見当たらないのです！（ご存じの方がいらっしゃればご教授願いたいです🙇）

階層を分ける目的は、複雑な通信機能を役割ごとに整理して、理解しやすく・管理しやすくすることです。

分け方のバランス

細かく分けすぎる(10階層) → 管理が複雑になりすぎて、かえってわかりにくい
大雑把すぎる(3階層) → それぞれの階層でやることが多すぎて整理しきれない

通信に必要な機能を整理していった結果、ちょうど7つの役割に分けるのがバランスが良かったという結論でしょう。

実際のインターネットでは?

ちなみに、実際のインターネットで使われているTCP/IPモデルは4階層です。
OSI参照モデルは「理想的な概念モデル」として7階層で整理されましたが、実用性を重視したTCP/IPでは4階層に簡略化されています。（とてもわかりにくい、、、）
つまり、「7」という数字は機能を分類した結果として自然に導かれた数であって、最初から決まっていたわけではないんです。

まとめ

この記事では、ネットワークの基礎となるOSI参照モデルについて説明しました！

覚えておきたいポイント

• OSI参照モデルは、通信機能を7つの階層に分けて考えるための全世界共通の概念
• 各階層には明確な役割があり、それぞれが独立して機能する
• 実際のインターネットではTCP/IP(4階層)が使われているが、OSI参照モデルを理解することでネットワーク全体の仕組みが見えてくる

階層を理解することで、「今どの層で問題が起きているのか？」「どの層のプロトコルを使えばいいのか？」といった判断ができるようになります。