こんにちは！ 今回はネットワークの基礎中の基礎、「OSI参照モデル」について、初心者にもめちゃくちゃわかりやすく噛み砕いて解説していきます！
「プロトコルってなに？」「OSIモデルってなんで7層もあるの？」そんな疑問を持ってる人でも、この記事を読み終わる頃にはバッチリ理解できてるはずです。
ちなみに私が勉強に使用している教材はこちらです。
図や例が豊富で、初心者にも本当にわかりやすかったです！
「プロトコル」って何？
プロトコル（Protocol）とは、コンピュータ同士がデータをやり取りするときの「決まりごと」や「ルール」のことです。
たとえば、人間同士でも会話するには共通の言語が必要ですよね。 それと同じで、コンピュータ同士も「どうやってデータを送るか」「届いたかどうか確認するか」などをあらかじめ決めておく必要があります。
つまりプロトコルは、「どう話すか」「どんな言葉で話すか」「話がちゃんと伝わったか」までを定義した、通信における共通言語なんです。
OSIモデルでは、それぞれの層で異なる役割に応じたプロトコルが使われています。
そもそも「OSI参照モデル」って何？
OSI参照モデルとは、ネットワーク通信を7つの層（レイヤ）に分けて説明する考え方です。
例えば、あなたがスマホでWebサイトを開いたとき、その通信は7つのステップを順番に通って相手のサーバに届きます。これを整理して「誰がどんな仕事をしてるのか」をはっきりさせたのがこのモデル。
この考え方を知っておくと、通信トラブルの原因や、ネットワーク機器がどこで何をしているのかが理解しやすくなります。
簡単に言えば、「7人の作業員がリレーしてデータを届ける」ようなものです。
【第1層】物理層：データを“光や電気”で送る階
物理層は、実際に0と1の信号を電気や光などで相手に届ける役割を持っています。ケーブルや無線など、ハードウェア的な通信の土台となる部分です。
- 簡単に言うと：データを0と1の信号にして、ケーブルやWi-Fiで送る部分
- 使用機器：NIC（ネットワークインターフェースカード）、モデム
この層で使われるプロトコルや規格： 「RS-232」や「IEEE 802.3」などの物理仕様が使われます。通信速度、信号の電圧、コネクタ形状など、信号そのものの取り扱いルールを定めています。
【第2層】データリンク層：隣同士の機械と手をつなぐ階
データリンク層は、同じネットワーク内（たとえば同じ建物内）にある機器同士が、データを正確にやりとりするための層です。
- 簡単に言うと：隣の機器と、誰に送るかを意識して通信する
- 使用機器：スイッチングハブ（L2スイッチ）、ブリッジ
この層で使われるプロトコル： 代表的なのは「Ethernet」や「PPP（Point-to-Point Protocol）」。これらは、MACアドレスを使ってフレーム単位でデータを送り届けます。「この封筒は誰宛てか」を判断して届けるイメージです。
【第3層】ネットワーク層：地図を見ながら道を決める階
ネットワーク層は、ネットワークとネットワークをまたいで通信するための層です。目的地のIPアドレスを使って、どのルートで行くかを決める“道案内役”です。
- 簡単に言うと：IPアドレスで目的地を判断して、ルートを決定する
- 使用機器：ルータ、L3スイッチ
この層で使われるプロトコル： 「IP（Internet Protocol）」が中心で、データの配送ルートを決めます。また「ICMP」は通信確認やエラーメッセージ（例：ping）に使われます。
【第4層】トランスポート層：荷物を小分けして安全に届ける階
トランスポート層は、データの信頼性を高める役割を持つ層です。「途中でデータが抜けてないか」「順番通りに届いてるか」などを確認します。
- 簡単に言うと：データの順番・信頼性を保証するために分割・再構成を行う
- 使用機器：ファイアウォール
この層で使われるプロトコル： 「TCP」は通信内容の順序確認や再送処理を行う信頼性重視のプロトコル。「UDP」は確認なしで高速に送信する軽量なプロトコルです。どちらも「ポート番号」を使ってアプリケーションを指定します。
【第5層】セッション層：会話を管理する階
セッション層は、通信の“文脈”を維持する層。1つの接続が続いている状態を維持したり、途中で切れても再接続できるようにしたりします。
- 簡単に言うと：「通信の開始・継続・終了」を管理する
この層で使われるプロトコル： 「NetBIOS」や「RPC（Remote Procedure Call）」など。セッションIDを管理したり、複数のやり取りを同じ会話としてまとめる役割があります。
【第6層】プレゼンテーション層：翻訳・暗号・圧縮の階
プレゼンテーション層では、データを相手が読める形式に変換したり、安全に届けるための暗号化・圧縮などを行います。
- 簡単に言うと：データの見た目を整える＆セキュリティ対策をする
この層で使われるプロトコル： 「SSL/TLS」は通信を暗号化し、安全性を高めます。文字コード（UTF-8やShift_JIS）や画像・動画のエンコードもここで処理されます。
【第7層】アプリケーション層：人とネットの橋渡し階
アプリケーション層は、ユーザーが実際に操作するアプリとネットワークを結びつける最上層です。
- 簡単に言うと：アプリごとに必要な通信の最終的なやりとりを行う
- 使用機器：PC、スマホ、Webサーバなど
この層で使われるプロトコル： 「HTTP」はWebブラウザ、「SMTP」はメール送信、「POP/IMAP」はメール受信、「FTP」はファイル転送など、アプリごとの通信仕様がここで定義されています。
OSIモデル全体のイメージまとめ
OSIモデルはまるで7階建てのビル。 下の階では電気的な通信、上の階では人と機械のインターフェース処理が行われています。
それぞれの層がしっかり分担してるからこそ、トラブルの切り分けもしやすくなるんです。
例えば：
- Webページが表示されない → アプリケーション層やトランスポート層が怪しい？
- pingが通らない → ネットワーク層か物理層が原因かも？
このように、OSIモデルを知っていると、ネットワークトラブルの特定がスムーズになります。
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