当記事ではOSI基本参照モデルについてご紹介します。
OSI基本参照モデルとは
OSI基本参照モデルは、ベンダーやOSなどに依存しないコンピューター通信の標準化の概念です。
このモデルでは、コンピューター通信を行う上での役割ごとに7つの階層に分け、それぞれの層を独立したものとして考えます。
通信の手順を階層化することにより、以下のようなメリットがあります。
- マルチベンダ環境でも、オープンなネットワーク環境を構成できる
- ネットワークデバイスが異なるメーカーであっても通信できる
- 階層ごとに機能が独立しているため、開発がしやすい
各層の役割
OSI基本参照モデルを使用し通信を行う場合、送信側では各層で扱うデータを付加して、順次下位層に引き渡していきます。 この各層で付加されるデータのことをヘッダと呼びます。
また受信側では、受け取ったデータに負荷されているヘッダを各層で取り除き、順次上位層に引き渡していきます。
このように、既存のデータに対して更に情報を付加することを「カプセル化」、受信側で受信したデータから必要な情報を読み取り、付加情報を取り除いていくことを「非カプセル化（脱カプセル化）」といいます
例として、Webサーバがクライアントに返信する場合の流れを記しておきます。
① この時点では、テキスト・画像データはアプリケーション独自のフォーマットになっている。
② アプリケーション独自のフォーマットからネットワークで共通なフォーマットに変換（符号化）。
③ これから行う通信の確立、転送、終了のタイミングが決定される。
④ データが欠落しないよう信頼性が確保され、また、効率良くデータ転送が行えるよう適切なサイズにデータが分割される。 この時、アプリケーションの識別情報も付加される。
⑤ 最終的な宛先コンピューターを識別するための論理アドレスが付加される。
⑥ 直接接続している機器同士の識別を行うための物理アドレスが付加される。
⑦ 0と1のビット列を信号（電気、電波、光）に変換しケーブル上に送信される。
⑧信号（電気、電波、光）を受信し、0と1のビット列に変換する。
⑨ 物理アドレスが自分宛か調べる。
自分宛 → データリンク層の情報を取り除きネットワーク層へ渡す
自分宛ではない → 破棄
⑩ 論理アドレスが自分宛か調べる。
自分宛 → ネットワーク層の情報を取り除きトランスポート層へ渡す
自分宛ではない → 破棄
⑪ 分割されたデータを再構築する。 また、送信元にデータ受信を知らせる確認応答を返す。
そしてこのデータを使用するアプリケーションを確認し、該当するアプリケーションに処理を委ねる。
⑫ ネットワークで共通なフォーマットからアプリケーション独自のフォーマットに変換（逆符号化）。
⑬ クライアントのモニタにデータが表示される。
PDU（Protocol Data Unit）
PDU（Protocol Data Unit）とは、各層で処理されるデータの総称のことです。 PDUの名称は各層で異なり、上記のように表されます。
付加されたヘッダもしくはデータの後ろ（トレーラ）には、その層のプロトコル処理に必要な情報が入っています。
また「パケット」については、PDUの総称としてさまざまな場面で使われることがあります。
なお、パケットやフレームなどのヘッダを取り除いたデータ部分だけのことを「ペイロード」と呼びます。
いかがでしたでしょうか。
ぜひお勉強の際にお役立て下さい。
