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シスコCCENT合格をゼロから目指す人のためのネットワーク超入門 | 第2回

はじめてのTCP/IP その1 ~ 4つの階層とインターネット層のプロトコル


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インターネット層

TCP/IPのインターネット層は、OSI参照モデルのネットワーク層に相当します。その役割もOSI参照モデルのネットワーク層と同じで次のとおりです。

  • エンドツーエンド通信を実現する(OSI参照モデルのネットワーク層に相当)

TCP/IPで通信するPCやサーバ、ルータ[6]などの機器をホストと呼びます。エンドツーエンド通信とは、あるネットワーク上の送信元ホストから別のネットワーク上の宛先ホストまで、データを転送する通信をいいます。つまり、インターネット層はネットワークを越えた通信を行う役割を担っているのです。

インターネット層のエンドツーエンド通信を行うための前提として、ネットワークインタフェース層で同一ネットワーク内におけるデータの転送が正しくできなければいけません。OSI参照モデルと同様にTCP/IPでも、ある階層が機能するには、その下の階層が正しく機能している必要があるのです。

インターネット層に含まれるプロトコルは、IPICMPARPなどです。

図3:TCP/IP インターネット層の役割
図3:TCP/IP インターネット層の役割

[6]: ネットワークとネットワークをつなぐ装置。詳細は後述。

トランスポート層

TCP/IPのトランスポート層は、OSI参照モデルのトランスポート層とセッション層に相当します。そのため、TCP/IPのトランスポート層の役割は次のとおりとなります。

  • エンドツーエンド通信の信頼性を確保する(OSI参照モデルのトランスポート層(レイヤ3)に相当)
  • アプリケーションへデータを振り分ける(OSI参照モデルのセッション層(レイヤ4)に相当)

TCP/IPのトランスポート層の主たる役割は、OSI参照モデルのセッション層の役割と同じで、ホストに届いたデータを適切なアプリケーションへ振り分けることです。1つのホスト上で動作しているアプリケーションのうち、指定されたアプリケーション(が待ち受けている取り込み口)にデータを振り分けます。

TCP/IPのトランスポート層に含まれるプロトコルはTCPUDPです。ただし、OSI参照モデルでのトランスポート層の機能を備えているのはTCPだけです。UDPはこの機能を備えていません。TCPを利用すると、エンドツーエンド通信の信頼性[7]を確保しています。信頼性を重視する必要がなければシンプルなUDPを利用します。

図4:TCP/IP トランスポート層
図4:TCP/IP トランスポート層

[7]: 送信されたデータが、欠けることなく順序どおりにすべて受信されること。

アプリケーション層

TCP/IPのアプリケーション層は、OSI参照モデルのプレゼンテーション層とアプリケーション層に相当します。役割は次のとおりです。

  • データの表現形式を一致させる(OSI参照モデルのプレゼンテーション層(レイヤ5)に相当)
  • アプリケーション固有の機能を実現する(OSI参照モデルのアプリケーション層(レイヤ6)に相当)

アプリケーション層には、Webブラウザなどエンドユーザが直接触れるアプリケーションの機能を実現するために、HTTP、SMTP/POP3、DHCP、DNSなど多数のプロトコルがあります。Webブラウザで使用されているHTTPや、電子メールソフトで使用されているSMTP/POP3はおなじみでしょう。

それらのプロトコルでは、アプリケーション同士でデータをやり取りする際の手順やフォーマット、そして、ユーザが理解できるようにデータの表現形式が決められています。

図5:TCP/IP アプリケーション層の役割
図5:TCP/IP アプリケーション層の役割

なお、アプリケーション層のプロトコルだからといって、使用される場面はアプリケーションに限りません。DHCPやDNSは、URLやメールアドレスを使ってアプリケーションの通信を行えるようにするためのプロトコルです。

ここまでのまとめとして、OSI参照モデルの階層とTCP/IPの階層との関係と、TCP/IPの各階層における主なプロトコルを表にしておきます。

表1:OSI参照モデルとTCP/IPの階層の対応
表1:OSI参照モデルとTCP/IPの階層の対応

次のページ
インターネット層のプロトコル(1):IP

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この記事の著者

Gene(ジーン)

2000年よりメールマガジン、Webサイト「ネットワークのおべんきょしませんか?」を開設。「ネットワーク技術をわかりやすく解説する」ことを目標に日々更新を続ける。2003年にCCIE Routing and Switchingを取得。2003年8月に独立し、ネットワーク技術に関するフリーのインストラ...

※プロフィールは、執筆時点、または直近の記事の寄稿時点での内容です

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