OSI 7階層

OSI参照モデル (OSI 7 Layer)

ネットワーク分野で標準化の問題を語るときに欠かせない用語の一つが「開放型システム間相互接続」(OSI: Open Systems Interconnection) である。OSI は、国際標準化機構 (ISO) が1977年に異機種コンピューター間の通信のための構造を開発する過程で生まれた規定であり、データがどのような経路と方式で送受信されるのかを示す「ネットワークモデル」である。これを理解することで、ルーター、ブリッジ、スイッチ、カードなど、さまざまな機器がデータを扱う方法を把握できる。OSI はネットワーク分野に携わる人にとって一種のバイブルと言える。OSI がプロトコルの集合と呼ばれるのは、OSI モデルを構成する各階層がそれぞれプロトコルの役割を担うという意味である。OSI モデルは全部で7つの階層で構成される。

第4層のトランスポート層から第7層のアプリケーション層までは、一般に上位層と呼ばれ、ネットワーク機器よりもアプリケーションソフトウェアとの関連が深い。

物理層

機械的な側面 (ケーブルや接続装置) と電気的な側面 (電圧、信号の変調) から、コンピューターとネットワークの間の物理的な接続を定義する。ネットワークトポロジーを定義する。ネットワーク媒体で使用する信号方式を定義する。

データリンク層

コンピューターがメッセージをやり取りするためのプロトコルを定義する。

物理的な接続を通じて、2つの装置間で信頼性のある情報伝送を行う。

ネットワーク層

パケットがどの経路で転送されるかを定義する (ルーティング)。

ネットワーク上のノードへ転送されるパケットの流れを制御し、ステータスメッセージがネットワークノードへどのように送られるかを定義する。

トランスポート層

ネットワーク上で物理的な位置を見つける方法、ノード間の接続の確立、認証、パケットの整列を扱う。

パケットを適切な順序にまとめ、エラーを検査し、パケットをセッション層へ送る役割を担う。

セッション層

アプリケーションに対して、トランスポート層への概念的なインターフェースを提供する。

機器がネットワークアドレスではなく名前で認識されるようにする。

ネットワーク上の2つのノード間のセッション、または接続を維持する。

プレゼンテーション層

アプリケーションがネットワークへ入る方法と、ネットワーク上でデータを伝送し利用される形式へ変換する方法を定義する。

圧縮や暗号化が使用される場合、それらもプレゼンテーション層で処理される。

アプリケーション層

ネットワーク対応アプリケーションがネットワークへアクセスするために使用するインターフェースである。

ネットワークアプリケーションを定義する。

電子メールやネットワークユーティリティが存在する階層である。

アプリケーションがネットワークへアクセスすることを制御し、ネットワークエラーが発生したときにその事実をアプリケーションへ通知する役割を担う。

階層プロトコルを開発した理由

複雑なネットワークを役割ごとの領域に分離し、論理的に理解しやすくするためである。また、ネットワーク機能間に標準化されたインターフェースを提供し、ネットワーク内の各ノードで実行される機能に対称性を持たせ、ネットワークの設計者、管理者、販売業者、利用者などがネットワーク機能について議論するときに表現を明確にするためでもある。

OSI 7階層

アプリケーション層 (最上位層)

ユーザーとアプリケーション業務を支援するサービスを規定する層である。FTP、データベース、リモート接続 (TELNET)、電子メールなどを管理する。

プレゼンテーション層

上位のアプリケーション層から送られてくるデータを、ASCII や EBCDIC などの基本コードにフォーマットする機能を担う。

セッション層

LAN ユーザーがサーバーへ接続するときに、それを管理する機能 (接続設定、維持、終了など) を持つ。

トランスポート層

TCP、SPX などのプロトコルに関連する層であり、データ転送、エラー回復、フロー制御、ネットワークアドレッシングなどに関係する。

ネットワーク層

データに宛先アドレスを指定し、転送経路を決定するために必要な条件を持つ。IP、IPX など、さまざまな転送プロトコルが活動する領域である。システム接続機器の管理やパケット管理などを行う。

データリンク層

データパケットを形成し、転送することを規定している。たとえば、手紙を輸送トラックに積み込み、それぞれのトラックを高速道路へ送り出し、安全に到着するようにする役割を担う。

物理層

上位層であるデータリンク層で形成されたデータパケットを電気信号や光信号に変換し、送受信する役割を担う。この層は、手紙を各地へ配達するトラックや高速道路など、手紙の輸送に必要な手段に例えることができる。