ネットワークの基本

OSI参照モデルおーえすあいさんしょうもでる

OSI7層モデルレイヤーネットワークアーキテクチャISOプロトコルスタック

OSI参照モデルについて教えて

簡単に言うとこんな感じ！

ネットワーク通信を「ケーブル」から「アプリ」まで7つの層に分けた設計図だよ。「どの層で問題が起きてるの？」ってエンジニアが会話するときの共通の地図として、今も毎日使われてるんだ。

OSI参照モデルとは

OSI参照モデル（Open Systems Interconnection Reference Model）は、異なるメーカーや種類のコンピューターがネットワークを通じて通信できるよう、その仕組みを7つの「層（レイヤー）」に分けて定義した概念モデルです。1984年にISO（国際標準化機構）が策定しました。

「参照モデル」という名の通り、これは実装の仕様書ではなく設計の共通言語として機能します。エンジニア同士が「問題はレイヤー3だね」「レイヤー7の処理が遅い」といった会話をするときの共通の土台になっています。

各層は上の層にサービスを提供し、下の層のサービスを利用するという積み重ね構造になっており、ある層の変更が他の層に影響しないよう設計されています。たとえば、物理的な伝送媒体をケーブルから光ファイバーに変えても、アプリケーションの動作は変わりません。

7つの層の詳細

層番号	層の名前	英語名	主な役割	代表的なプロトコル・技術
第7層	アプリケーション層	Application	ユーザーが直接使うサービス	HTTP, SMTP, FTP, DNS
第6層	プレゼンテーション層	Presentation	データの形式変換・暗号化・圧縮	TLS/SSL, JPEG, MP4
第5層	セッション層	Session	通信の開始・維持・終了の管理	NetBIOS, RPC
第4層	トランスポート層	Transport	エンドツーエンドの信頼性ある通信	TCP, UDP, SCTP
第3層	ネットワーク層	Network	異なるネットワーク間のルーティング	IP, ICMP, OSPF, BGP
第2層	データリンク層	Data Link	同一ネットワーク内のフレーム転送	Ethernet, Wi-Fi (802.11), PPP
第1層	物理層	Physical	電気信号・光信号の送受信	ケーブル, 光ファイバー, RJ45

各層の覚え方

日本語の語呂合わせ（第1層→第7層の順）：

「物で（も）ネット越しにアプリ（を）セッションせよ」物理・データリンク・ネットワーク・トランスポート・セッション・プレゼンテーション・アプリケーション

英語圏では「Please Do Not Throw Sausage Pizza Away」（Physical → Application の頭文字）が有名です。

各層のデータの呼び名

通信データは層をまたぐたびに名前が変わります。

第7〜5層：メッセージ / データ
第4層：セグメント（TCP）/ データグラム（UDP）
第3層：パケット
第2層：フレーム
第1層：ビット

歴史と背景

1970年代、ネットワーク市場はIBMのSNAなど各社が独自規格を持ち、異なるメーカーの機器同士は通信できないのが当たり前でした。この「ベンダーロックイン」問題を解決するため、ISOが標準モデルの策定を始めます。

1977年：ISOがOSIプロジェクトを開始
1984年：ISO 7498として正式公開。7層モデルが確定
1980年代後半〜1990年代：TCP/IPと普及を競う「プロトコル戦争」
1990年代末：インターネットの爆発的普及とともにTCP/IPが事実上の標準に

皮肉なことに、OSIプロトコル実装は普及しませんでしたが、概念モデルとしては生き残り、今日でもネットワーク教育や障害切り分けの共通言語として世界中で使われています。

TCP/IPモデルとの対応

現実のインターネットで使われるTCP/IPモデルは4層構成で、OSIの7層をシンプルにまとめたものです。

OSIは層の責務が細かく定義されており概念整理に有用です。一方、TCP/IPは実装に直結しているため、エンジニアは両方の視点を使い分けます。

規格・RFC番号	内容
ISO/IEC 7498-1:1994	OSI基本参照モデル（第1部：基本モデル）
ISO/IEC 7498-2	OSI基本参照モデル（第2部：セキュリティアーキテクチャ）
ISO/IEC 7498-3	OSI基本参照モデル（第3部：命名とアドレス指定）
RFC 1122	インターネットホストの通信層要件（TCP/IPモデルの実装要件）
RFC 1123	インターネットホストのアプリケーション層要件