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ネットワーク技術の勉強を始めるに際して、基本中の基本となるのがネットワークに関するルールです。
そのルールは膨大にあるため、(7つの)カテゴリーに分けられています。
ネットワーク技術を理解するというのはつまり、カテゴリーとルールを理解おすることに他なりません。
それ等の大まかな概要をつかむべく説明していきます。
補足説明(間接的な事柄の説明 等)は、灰色文字で記載いたします。

プロトコル

(通信)プロトコル とは

  • 通信規約の事。
  • 通信及び通信技術に関する規則。
  • 約束ごと。
  • 規格・仕組み・手順等を定めたもの。
簡易説明

プロトコルというのは、約束のことです。
ココで言うのは、パソコンの仕事をしている人たちの間での約束という意味になります。
たとえば、道路で信号が赤の場合は止まるという約束になっていて、青だったら進んで良いという約束になっています。みんなが約束を守って動くことで上手く行くようになっています。
 
通信を行う(パソコン・スマホ・ゲーム機をネットワークでつなぐ)場合、
どういう仕組みにするか、どういう手順(順番)でやるのか、どういう規格(形や計算の仕方等)にするのか、というのを約束事として、決めているのです。
それをカタカナ言葉で、プロトコルと言います。

ネットワークアーキテクチャ とは

  • プロトコルや技術を体系的にまとめたもの。
  • 通常「TCP/IP」モデルを使用している。
  • 「OSI参照モデル」も普及しており、話し言葉ではTCP/IPモデルと区別しない場合もある。
  • 「IPX/SPX」や「Apple Talk」など様々なものが存在する。
簡易説明

コンピュータ(パソコン・スマホ・ゲーム機等)の通信を行うために使用する技術の総称です。
世界で一番普及しているのは、「TCP/IP」モデルというものになります。「OSI参照モデル」も普及していますが、正式に使われているのは「TCP/IP」モデルです。話ことばでは両者を区別しない事も多いです。
上記の2つ以外にも「IPX/SPX」や「Apple Talk」など様々な技術がありますが、ほとんど使われていません。

プロトコルは互換する とは

  • 同じプロトコルを用いれば、異なる部品やメーカーの機器同士でも通信出来る。
  • 違うプロトコルを用いれば、たとえ同じ部品やメーカーの機器同士で合っても通信出来ない。

パケット交換 とは

  • コンピュータ通信で回線を使用する方法の一つ。
  • データをパケットというサイズに分割する。
  • 分割された1つ1つのデータを「パケット」という
  • パケット交換を用いて通信することを「パケット通信」という。
  • パケットは英語で packetであり、単語自体は「小包」という意味。
  • 小さく分割することにより沢山の人々(コンピュータ)で、回線の共同利用を可能にしている。
簡易説明

インターネットをはじめ家・会社内で通信(パソコン・スマホ・ゲーム機をネットワークでつなぐ)を行うのに、パケット交換という方法が使われています。
少ない電線(回線)で通信を行う方法です。もし仮に世界中すべての人同士が線をつなぐとしたら1人当たり(地球人口分の)70億本も線をつなぐことになってしまいます。電線を引くのはお金もかかり、現実的ではありません。
少ない電線(回線)をみんなで共同利用する様にしています。1本の電線(回線)当たり何百人とか何万人とか利用できる様にしています。
共同利用するときに、特定の1人(または少数名)が電線(回線)を独占していては使えないため、パケット交換という仕組みを用いて独占しない様にしています。大きな荷物(データ)を送る場合でもそれをバラバラに分割して少しずつ運ぶようにしています。そうすることで、大きな荷物(データ)の送付を長時間続けたとしても独占せずに、他の人も利用出来るように電線(回線)を空けておくことが出来ます。電線(回線)を使う人皆の荷物(データ)はバラバラに分割されて運ばれるので、少ない電線(回線)でも同時にたくさんの人の荷物(データ)を運べます。

TCP/IPモデル

  • 策定者はIETF(Internet Engineering Task Force)。
  • 上記機関で標準化されているが、国際標準規格ではない。
  • 世界のデファクトスタンダードとなっている。
  • OSI参照モデルを実用ベースにコンパクトにしたもの
  • 4階層に分かれている。

OSI参照モデル とは

  • 策定者はISO(国際標準化機構)とITU(国際電気通信連合)。
  • 上記機関によって、標準化されている。
  • OSIと呼ばれる通信体系自体は普及していない。
  • ネットワーク考えるときは、TCP/IPモデルよりも良く使われる。
  • 階層数はOSI参照モデル(7階層)とTCP/IPモデル(4階層)と異なるが、プロトコル体系を整理するという役目は同様であり、各層も似ている。
  • 役割ごとに7階層に分けられている。


OSI参照モデル

アプリケーション層 とは

アプリケーション層

  • ネットワークを使うアプリケーションとの橋渡しを行う。
  • OSI参照モデルの第7階層に位置する。
  • ここで言うアプリケーションとは通信を利用するアプリケーションのことである。
    ※通信しないなら、通信プロトコルは不要
  • ブラウザ(ホームページ閲覧)、メール、SNS、ファイルの転送、ビデオ会議、動画配信、遠隔ログイン 等 多種多様なアプリケーションがあり、それぞれアプリケーション層のプロトコルがある。

プレゼンテーション層 とは

プレゼンテーション層

  • OSI参照モデルの第6層に位置する。
  • コンピュータ間のデータ形式を定義する
  • データ形式とは、文字コードや圧縮、暗号化・復号、画像や音楽のファイル形式などのこと。
  • 例えば異なる文字コードを使用していると、文字化けが発生する。
  • データ形式を統一して、通信者同士で問題なくやり取り出来る様にする。

セッション層 とは

セッション層

  • セッションの管理「開始、制御、終了」を定義している。
  • つまり電話に例えると 呼び出しをする 会話中 切断。
  • 実際には、アプリケーション層やアプリケーション自体でセッションの管理をしている。

トランスポート層 とは

トランスポート層

  • 英語でTransportという単語、それ自体の意味は輸送・運送という様な意味。
  • 運送業に例えるなら、荷物追跡機能や書留の様な事柄
  • 早く運ぶか丁寧に運ぶか などの選択がある。

ネットワーク層 とは

ネットワーク層

  • 住所の役割を持つIPアドレスを根幹としている。
  • 相手の住所に対して最適な経路を決める。
  • ルータはこの階層で動作する機器。

データリンク層 とは

データリンク層

  • 直接接続される機器同士での通信を担当している。
  • 接続するハードウェア(機器やケーブル、電気信号や光信号)の違いを吸収する。
  • 0と1の数字の列(ビット列)を意味のあるかたまり(フレーム)に分けて、相手に伝える。

物理層 とは

物理層

  • コネクタの形状など物理的なものを定義している。
  • ハブやリピータはこの階層で動作する機器。
  • 電気信号とビット列を変換し、データリンク層との橋渡しをする。

カプセル化 とは

  • 送信時は上位層から下位層へデータが流れていく。
  • 受信時は下位層から上位層へデータが流れていく。
  • その途中でヘッダなどの各階層の情報が付く。(受信時は外す)
  • 下位階層では、上位階層の情報は認識(や区別)できない
  • 階層間の通信の流れ


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