OSI基本参照モデル

概要

• コンピュータ間の通信をする際に必要な機能を整理し階層構造で示したもの。
• OSI準拠製品用の参照モデルなので、通信プロトコル自体がこのモデルを準拠する必要はない。インターネットプロトコルスイート（TCP/IP）も準拠していない。
• 知識としては整理されているので、ネットワークを勉強するにあたっては誰もが一度は学ぶことになる。

歴史

• 1977年3月にISOの委員会が設置され、策定が始まった。当時はメーカーごとに独自のコンピュータ間通信仕様が乱立していて互いに通信することが難しく、標準的なOpen System Interface を作成する機運が高まったことが策定の背景だったとのこと。
• 最終的にはISO7948として規格化されたが、複雑すぎて実装が難しかったり、OSI標準化プロセスがNIH（Not Invented Here）症候群に陥ってIETFと亀裂が生じたり、その間にTCP/IPの製品が普及してしまったりといった事情により、対応製品は普及しなかった。1996年には委員会も解散した。

各レイヤーについて

第1層：物理層

• メディアタイプ、コネクタタイプ、シグナリングタイプを定義する。
• 通信媒体の例としては、金属線（電圧の変化を利用して信号を伝える）、光ファイバー（光の明滅で信号を伝える）、無線（電波や赤外線で信号を伝える）などがある。金属線は環境や材質の影響で長距離伝送が難しい（増幅器が必要）、光ファイバはガラス繊維のため施工が難しく金属より効果、無線は電波状況や障害物の影響を受ける等の短所があるので、要件に応じて使い分ける必要がある。
• このレイヤーの機器としてはリピータ（受信した信号を整形、増幅して中継・転送する機器）や、ハブ（受信した電気信号をそのまま増幅し、受信したポート以外の全ポートに送り出す機器）がある。

第2層：データリンク層

• 物理的に直接接続されたノード間でデータをやり取りする方法を定義する。同じスイッチングハブに接続されている端末同士の通信がこのレイヤーの範疇であり、この範囲がLAN（Local Area Network）である。
• Ethernetではこのレイヤーは下記の2つの層に分けられる。
• MAC副層（IEEE802.3）は、物理層を使用してフレームを転送する方法を定義している。パケットの構造としては、送信先のMACアドレス、送信元のMACアドレス、フレーム長、データ、FCSが含まれる。
• LLC副層（IEEE802.2）は、論理的なアドレスの割り当てやエラーチェック（ビットチェック）を定義している。LLCヘッダはMAC副層のパケットでいうとデータの部分に含まれる。
• このレイヤーの機器としてはブリッジがある。リピータは電気信号を中継・転送するだけだが、ブリッジはデータを転送し、異常なデータは転送しない。

第3層：ネットワーク層

• 様々なアクセス方式を使用しているLAN同士の接続方式、通信相手までの経路選択（ルーティング）とデータ中継（バケツリレーのようなパケット交換）を定義する。End-to-Endのパケット配送の責任を持つ。
• このレイヤーの代表的なプロトコルにIP（Internet Protocol）がある。
• このレイヤーの機器としてはルーター（LAN間接続装置）がある。

第4層：トランスポート層

• データの信頼性の保証について定義する。
• 仮想的な回線機能の提供、誤り訂正や再送、フロー制御などもこの層で提供される。
• このレイヤーの機器としては、プロトコルを変換する装置であるゲートウェイがある。アプリケーション層で動く機器やルータをゲートウェイと呼ぶこともあるが、情報処理試験的にはトランスポート層の機器と覚えておいたほうがいい

第5層：セッション層

• トランスポート層の仮想的な回線で、使用開始から使用終了までの一連の通信（セッション）を定義する。
• 送受信の同期管理機能もこのレイヤーに含まれる。

第6層：プレゼンテーション層

• ネットワークを流れるデータの意味を定義する。ハードウェアやOSによって異なるコード（符号）を統一したコードに変換し、アプリケーション間で意味を統一する。
• コードの変換以外にも、データの暗号化や圧縮機能もこのレイヤーに含まれる。

第7層：アプリケーション層

•  ファイル転送、メッセージ送信など具体的な通信サービスを定義する。

その他（ジョーク）

• 第8層：ユーザー層（ネットワークを使う人の事情を定義）
• 第9層：財務層（ネットワークを使う人の金銭的事情を定義）
• 第10層：政治層/宗教層（ネットワークを使う人の信じることを定義）