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OSI基本参照モデルの装置まとめ

この記事では初心者向けにOSI参照モデルの説明をしていきます。

なるべくわかりやすく書いていきます!

ちなみにこの本を参考にして書きました。

キタミ式イラストIT塾 応用情報技術者 平成30年度 (情報処理技術者試験)

とても分かりやすい本なのでオススメです。

 

それではいきます。

 

OSI参照モデルとは

 

パソコンが他のパソコンと通信するためには通信機器が必要です。

OSI参照モデルとは、その通信をする際に必要な通信機器の機能を第1層から第7層までに分割したモデルのことです。

なぜこのようのなモデルが必要かというと、全ての端末で共通する通信のルール(規格)を定義し、それに沿った通信が行われれば端末の仕様が異なっていても問題なく通信が行えるようにしたいためです。

 

このモデルは国際標準化機構(ISO)によって定義されました。

 

第1層から第7層までの具体的な中身を見ていきましょう!

 

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こんなのを一気にみせられても大変ですよね 。

それでは、各層にある各装置はどんなことをやっているのかを図を交えて説明をしていきます!

 

第1層(物理層)

第1層にはNIC、リピータ、LANケーブルなどがあります。

それでは上記の三つを紹介していきます!

NICについて

まずはNIC(Network Interface Card)について。

NICの役割は”データ”を”電気信号”に変換してケーブル上に流すこと、受け取ることです。

具体的には以下の図のような感じです!

 

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要するに、コンピュータがネットワークでやりとりしようと思ったら、欠かすことのできない部品がNICというわけです。

NICは通常、パソコンの中に入っています。

 

リピータ

次はリピータについて。

リピータは流れる電気信号を増幅します。

なぜ、増幅しなければならないかというと、以下の図のようにLANケーブルが長くなるとそこを流れる信号が歪んでしまう場合があります。

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そのため、受取手のパソコンさんはどんな信号が送られているのか理解することがむず開始です。そこで中間地点に信号を増幅するためのリピータを介入させます。

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すると、画像のように減衰する前に信号を増幅(整形)して再送出してくれるので信号の歪みを解消することができます。

 

LANケーブル

LANケーブルは、イーサネットで使用する配線用のケーブルのことで、主にコンピュータとその周辺機器を接続するためのケーブル。

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ちなみにイーサネットとは簡単に言えば、コンピュータネットワークの規格のひとつで、世界中のオフィスや家庭で一般的に使用されているLAN(Local Area Network)で最も使用されている技術規格です。

 

以上が、第1層(物理層)でした。

物理的にネットワークをどう繋ぐかは上記の装置を使って決めていきます。

 

第2層(データリンク層

この層は、一つのネットワーク媒体に接続され複数のコンピュータの間でデータをどのように伝送するのかの機能が提供されています。

データリンク層には、ブリッジという装置があります。

それではこの装置の説明をしていきます。

ブリッジ

ブリッジは以下の図のようなことをしています。

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流れてきたパケットにはMACアドレスという次の送付先を示す情報があるため、ブリッジはその情報をみて異なる送付先にパケットが流れ込まないように制御します。

ちなみに、MACアドレスIPアドレスの違いを明確に説明しとくと、IPアドレスは最終的な送付先を示していて、MACアドレスは次の送付先を示しています。

ブリッジによるパケットの交通整理を行うことによって、パケットの衝突が起きにくくなり回線の利用効率が下がることを回避できます。

 

スイッチングハブ

ブリッジを複数束ねたもの。

図で表すと以下のような感じ。

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第3層(ネットワーク層

この層は、異なるネットワーク同士をどのように中継するかの役割があります。

その中継機能を提供する装置がルータです。

ルータ

ブリッジが行う転送はあくまでもMACアドレスが確認できる範囲のみで有効なので、外部のネットワーク宛への転送を行うことはできません。

外部へパケットを転送するためにはルータが必要です。

以下の図のような役割をしています。

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IPアドレスは"どのネットワークに属する何番目のコンピュータか"という情報なのでこれを確認することで、外部ネットワークへ送付することが可能です。

 

第4層以上

第4層以上にはゲートウェイという装置があります。

ゲートウェイを簡単に説明すると、ネットワークの翻訳家さんみたいなものです。

難しく言うと、ネットワーク双方で使っているプロトコルの差異をなくす役割をもっています。

そのようなプロトコルの差異はゲートウェイという装置を使って吸収します。

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例えば、携帯のメールとインターネットのメールは使用しているプロトコルが異なっているので通信できません。

そこでゲートウェイを使用すると以下のように変換することが可能なので、我々はなに不自由なく携帯とパソコン間でやり取りができるわけです。

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まとめ

今回はOSI参照モデルで使用される代表的な装置の機能を説明してきました。

次のブログでは、各層の具体的な内容やプロトコルについて説明していこうと思います。