プロトコルの階層 — TCP/IPとOSI参照モデル

導入

ウェブページを開くとき、データは一体どんな手順でやり取りされているのでしょうか。実は通信の裏側では「プロトコル（通信規約）」が階層構造を成して連携しており、その仕組みを理解するのがこの単元のテーマです。

くわしく知ろう

ネットワーク通信の仕組みを整理するための概念モデルとして、OSI参照モデルとTCP/IPモデルの2つが試験で問われます。

OSI参照モデルは、通信機能を7つの層（レイヤ）に分けて定義したモデルです。下から順に、物理層（電気信号の伝送）・データリンク層（同一ネットワーク内の通信）・ネットワーク層（異なるネットワーク間の経路制御）・トランスポート層（通信の信頼性確保）・セッション層（通信セッションの管理）・プレゼンテーション層（データ形式の変換）・アプリケーション層（ユーザーが使うサービス）となっています。

一方、インターネットで実際に使われているのがTCP/IPモデルで、4つの層で構成されています。アプリケーション層（HTTP、DNS、SMTPなど）・トランスポート層（TCP、UDP）・インターネット層（IPアドレスによる経路制御）・ネットワークインタフェース層（物理的な通信媒体の制御）という構成になっています。

TCPは信頼性を重視した通信プロトコルで、データの到達確認や順序制御を行います。UDPは確認を省略することで高速性を重視しており、動画ストリーミングやゲームの通信に向いています。

具体例

たとえばブラウザでWebページを表示する際は、アプリケーション層のHTTPがリクエストを送り、トランスポート層のTCPが確実な転送を保証し、インターネット層のIPがサーバーまでの経路を決定します。複数の層がリレーのように連携して通信を実現しています。

まとめ・試験ポイント

• OSI参照モデル＝通信機能を7層に分けた概念モデル
• TCP/IPモデル＝実際のインターネット通信で使われる4層モデル
• TCP＝信頼性重視（到達確認あり）、UDP＝高速重視（確認なし）
• HTTP・DNS・SMTP＝アプリケーション層のプロトコル
• IP＝インターネット層でアドレス指定と経路制御を担当
• 試験では「各層の役割」「TCPとUDPの違い」「代表的プロトコルの層」がよく問われる