ネットワークの基本

TCP/IPモデル てぃーしーぴーあいぴーもでる

TCP/IP4層モデルインターネットプロトコルプロトコルスタックOSI参照モデル
TCP/IPモデルについて教えて

簡単に言うとこんな感じ!

インターネットで実際に使われてる通信の設計図だよ。OSI参照モデルが7層なのに対して、TCP/IPは4層のシンプル構成。「理論」がOSIなら「実践」がTCP/IPって感じなんだ!


TCP/IPモデルとは

TCP/IPモデルは、インターネットで実際に使用されているネットワーク通信の基本的な設計モデルです。1970年代にARPANET(インターネットの前身)の研究から生まれ、現在のインターネットを支える事実上の標準(デファクトスタンダード)として全世界で使われています。

OSI参照モデルが7層構成であるのに対し、TCP/IPモデルは4層構成というシンプルな設計が特徴です。モデル名は代表的なプロトコルである**TCP(Transmission Control Protocol)IP(Internet Protocol)**に由来しますが、実際にはHTTPDNSなどさまざまなプロトコルの集合体(プロトコルスイート)です。

実務では「OSI参照モデルでどの層の話をしているか」という共通言語を使いながら、実装はTCP/IPプロトコル群で行うのが一般的です。両モデルを使い分ける感覚を持つことがネットワーク理解の第一歩になります。


4つの層の詳細

層番号層の名前主な役割代表的なプロトコル
第4層アプリケーション層ユーザーが使うサービス全般HTTP, HTTPS, DNS, SMTP, FTP, SSH
第3層トランスポート層エンドツーエンドの通信管理TCP, UDP, SCTP
第2層インターネット層異なるネットワーク間のルーティングIP (IPv4/IPv6), ICMP, ARP
第1層ネットワークインターフェース層物理的な送受信・同一ネットワーク内通信Ethernet, Wi-Fi, PPP

各層の役割分担を宅配に例えると、アプリケーション層は「届ける荷物の中身」、トランスポート層は「確実に届ける配達方法」、インターネット層は「配送先への経路案内」、ネットワークインターフェース層は「実際のトラックと道路」に相当します。


歴史と背景

  • 1969年:ARPANET稼働開始。米国国防総省の研究ネットワークとして誕生
  • 1974年:Vint CerfとBob Kahnが論文「A Protocol for Packet Network Intercommunication」でTCP/IPの概念を発表
  • 1983年:ARPANETがTCP/IPを正式採用(「旗艦の日(Flag Day)」と呼ばれる)
  • 1990年代:World Wide Webの普及とともにインターネットが爆発的に拡大
  • 現在:スマートフォン・IoT・クラウドまで、あらゆるインターネット通信の基盤として機能

OSI参照モデルとの対応関係

OSI参照モデル(7層) TCP/IPモデル(4層) 第7層 アプリケーション層 第6層 プレゼンテーション層 第5層 セッション層 第4層 トランスポート層 第3層 ネットワーク層 第2層 データリンク層 第1層 物理層 アプリケーション層 HTTP / DNS / SMTP / SSH トランスポート層 TCP / UDP / SCTP インターネット層 IP / ICMP / ARP ネットワーク インターフェース層 Ethernet / Wi-Fi / PPP

OSIの第5〜7層がTCP/IPでは「アプリケーション層」に統合され、OSIの第1〜2層が「ネットワークインターフェース層」にまとめられています。


関連する規格・RFC

規格・RFC番号内容
RFC 1122インターネットホストの通信層要件
RFC 1123インターネットホストのアプリケーション層要件
RFC 791IP(Internet Protocol)の仕様
RFC 793TCP(Transmission Control Protocol)の仕様

関連用語

  • OSI参照モデル — 7層の概念モデル。TCP/IPの対比として理解する
  • TCP — トランスポート層の信頼性ある通信プロトコル
  • UDP — トランスポート層の高速・軽量プロトコル
  • IP — インターネット層の中核プロトコル
  • パケット・フレーム・セグメント — 各層でのデータ単位