OSI参照モデルとは
OSIは「開放型システム間相互接続(Open Systems Interconnection)」の略。プロトコルの階層化のモデルは、国際標準化機構(ISO)や国際電気通信連合(ITU)などによって「OSI参照モデル」として標準化されています。情報処理分野(上位層:7~5階層)と電気通信分野(下位層:4~1階層)の7階層に分類されています。
TCP/IPプロトコル群とは
インターネットでは「TCP/IPプロトコル群」が採用されており、プロトコルを機能別に4層に分けています。TCP/IPプロトコル群は「OSI参照モデル」に当てはめることができます。
| OSI参照モデル | TCP/IPプロトコル群 |
|---|---|
| 第7層. アプリケーション層 | 1.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 | 2.トランスポート層 |
| 第3層. ネットワーク層 | 3.インターネット層 |
| 第2層. データリンク層 | 4.ネットワークインターフェース層 |
| 第1層. 物理層 | (ハードウェア) |
1. アプリケーション層
インターネット関連のソフト間のデータ通信は「アプリケーション層」のプロトコルに対応しています。アプリケーション層とトランスポート層のデータのやりとりにはポート番号というアドレスが使われています。
ポート番号は、最大65535まであり、0~1023まではWell-knownポートとしてIANAによって割り当てられている。プロトコル自体には使用するポート番号の規定はないので80番以外でもHTTPを使用できる(指示がない場合は80番と使う)。主なWell-knownポートは以下のとおりです。
| プロトコル | ポート番号 | 状態 |
|---|---|---|
| FTP-data | 20 | データ転送 |
| FTP | 21 | 制御用 |
| SSH | 22 | シェル(SCPやSFTPなど) |
| Telnet | 23 | シェル |
| SMTP | 25 | メール送受 |
| DNS | 53 | DNS |
| HTTP | 80 | WWW |
| POP3 | 110 | メール受信(POP) |
| HTTPS | 443 | 暗号化通信(SSLやTLSなど) |
IPアドレスがコンピューターを特定するのに対し、ポート番号はコンピュータのソフトを特定することができ、同時に別々のソフトで別々にデータのやりとりを行うことできる(マンションに例えると、IPアドレスが住所、ポート番号が部屋番号を表している)。
2. トランスポート層
コンピュータ間で確実なデータ通信をします。ヘッダ情報にはポート番号が含まれています。代表的なプロトコルに TCP、UDP などがあります。
3. インターネット層
データの通信経路を決定します。代表的なプロトコルに IP などがあります。
4. ネットワークインターフェース層
物理的・電気的インターフェースです。代表的なものに Ethernet、PPP、ISDN などがあります。
TCP/IPプロトコル群のデータの流れ
TCP/IPプロトコル群の上記の「1.」から「4.」の順に各プロトコルが次の層が扱える形のパケットに処理して「ヘッダ」を付けて渡します。データを荷物に例えるなら、送られる荷物(パケット)と荷札(ヘッダ)が各層で何重にも梱包される状態です。4.まで行き着くと、今度は逆に「4.」から「1.」の順で重なった梱包をどんどん取り出していきます。最終的に送信先のコンピュータで復元され、送付元と同じ状態のデータになります。
IPアドレスとは
IPアドレスはインターネットの住所を意味しています。ひとつのIPアドレスは、LANなどのネットワークに付けられるネットワークアドレス [1] とPCや機器に付けられるホストアドレス [2] で構成されています。IPアドレスの種類には、グローバルIPアドレスとプライベートIPアドレスがあります。
32ビット(2の32乗=約42億)のIPv4では数に限界があるため、将来枯渇することのない128ビット(2の128乗= 約340かん:事実上無限大)のIPv6の浸透が急務とされている。
ドメインとは
ドメインとは、インターネット上に存在するコンピュータやネットワークを識別するために付けられている名前の一種です。ドメインとIPアドレスを対応させるシステムはDNS [6] と呼ばれ、リゾルバ [7] の設定で一つのドメインに複数のIPアドレスを対応させたり、一つのIPアドレスに複数のドメインを対応させることもできる。So-netなど、レジストラ [8] とよばれる指定事業者がドメイン名の登録申請を受け付ける。ドメイン名は以下の4階層に分かれており、日本国内のドメイン名は、第1~3レベルまでJPNICが管理している。
URIとは
ユニフォーム リソース アイデンティファイア(Uniform Resource Identifier)の略。統一された資源の識別子の意味を持ち、URL + URN と定義されています。URIを完全に書き出したものを絶対URI、あるファイルやフォルダを起点とした場合の他のファイルへのルートを指すものを相対URIという。
URIとドメインの構成
URIとドメインを構成している名称と意味は以下のとおりです。
ネットワークトポロジーとは
ネットワークトポロジーとは、コンピュータネットワークの接続形態のことです。代表的なものにバス型、スター型、リング型、メッシュ型があります。