こんにちは！ 今回は、ネットワーク初心者が必ずぶつかる「TCP/IPモデル」について、できるだけやさしく、わかりやすくまとめてみました！
インターネットのしくみを学ぶとき、必ず出てくるのが「TCP/IPモデル」。 でも、「層って何？」「プロトコルってなんか難しそう…」と思ってませんか？
この記事では、そんなあなたのために、TCP/IPモデルを噛み砕いてやさしく、そしてバッチリ理解できるように解説します！
ネットワーク初心者の方でも、「あ〜なるほど！」と納得できる内容をお届けします！
TCP/IPモデルってなに？
TCP/IPモデルは、インターネットでデータをやり取りするための通信ルールの設計図みたいなもの。
全部で4つの階層（層）に分かれていて、それぞれの層が 「アプリケーションでのデータ作成 → 通信相手に届ける」までを 分担して担当しています。
OSI参照モデルとの違いって？
TCP/IPモデルとよく比較されるのが「OSI参照モデル（7階層モデル）」。
OSI参照モデルとは？
OSI（Open Systems Interconnection）参照モデルは、国際標準化機構（ISO）が定めた理論的なネットワーク通信のモデルです。全部で7つの階層に分かれており、より細かく通信の仕組みを定義しています。
OSI参照モデルについては、以下の記事で詳しく解説しています！
OSI参照モデルとTCP/IPモデルの違い
| 比較項目 | TCP/IPモデル | OSI参照モデル |
|---|---|---|
| 層の数 | 4層 | 7層 |
| 成り立ち | 実際の通信プロトコル（インターネット）をベースに構築 | 理論モデルとして定義された標準設計図 |
| 主な用途 | 実際のネットワーク設計・運用 | 教育、理解、プロトコル設計の指針 |
TCP/IPは現実に使われている通信モデル、 OSIは仕組みを整理して学ぶための理論モデルだと思ってください。
つまり：
OSI参照モデル = ネットワークの教科書
TCP/IPモデル = ネットの実践マニュアル
現代のインターネットで主に使われているのはTCP/IPモデル。OSIモデルは学習用・理解用の枠組みとして今も活用されていますが、実際のネットワーク設計や通信処理のベースはTCP/IPに基づいています。
TCP/IPモデルの4つの層とその役割
| TCP/IPモデルの層 | 担当する役割 | 対応するOSI参照モデル |
| アプリケーション層 | ユーザーが使うアプリとネットの橋渡し | アプリケーション層〜セッション層 |
| トランスポート層 | アプリ同士の正確なデータ通信を管理 | トランスポート層 |
| インターネット層 | 宛先までの経路決定とアドレス管理 | ネットワーク層 |
| ネットワークインターフェース層 | 実際のデータのやり取り（物理送信） | データリンク層＋物理層 |
各層をもっと詳しく見てみよう！
ネットワークインターフェース層（リンク層）
この層は、最も下位の層で、物理的な通信手段に直接関わる部分です。データを実際に電気信号や電波に変換して、ケーブルや無線を通して機器に届ける役割を持ちます。
ここでは、送信先と送信元のMACアドレスを使って通信します。LAN内の通信やWi-Fi通信など、最も現実の「ハードウェア」に近い部分と言えます。
対応するOSI参照モデル：物理層 + データリンク層
かんたんに言うと：「郵便物を配達する車やバイクなど、物理的な配送手段」
使われる技術・規格：
- Ethernet：有線LAN通信の代表的な方式。
- Wi-Fi：無線LAN。電波で通信。
- MACアドレス：機器固有の識別番号。
インターネット層
インターネット層では、データを送る相手の住所（IPアドレス）を見て、どのルートを通ってデータを送るかを決定します。この層では、ルーターが活躍し、世界中のネットワークの中から最適な経路を選び出します。
この層では、データの届け先がわからなければ何もできません。そこで、IPアドレスやMACアドレスを使って、物理的な機器を特定します。また、通信がうまくいっているかを確認するICMPもこの層の役割です。
対応するOSI参照モデル：ネットワーク層
かんたんに言うと：「カーナビでルート案内をしてくれる層」です。
使われるプロトコル：
- IP（Internet Protocol）：住所にあたるIPアドレスを使って相手を識別。
- ICMP：pingコマンドなどで通信状況をチェック。
- ARP：IPアドレスからMACアドレスを調べて直接通信可能に。
トランスポート層
トランスポート層は、アプリケーション同士が通信するときに、「データが壊れずに、順番通りに、ちゃんと届いたかどうか」を保証する役割を担います。ここで重要なのがTCPとUDPという2つのプロトコルです。
TCPは信頼性重視の通信で、送ったデータが届いたか確認し、必要なら再送します。一方UDPは確認を行わず、高速でデータを送り続けるため、リアルタイム性が求められるアプリに向いています。
対応するOSI参照モデル：トランスポート層
かんたんに言うと：「郵便局の仕分けと追跡番号管理」のような役割。
使われるプロトコル：
- TCP（Transmission Control Protocol）：
- 確実に届けたいときに使う。
- データの順番、重複、損失を管理。
- Webページ、メールなど。
- UDP（User Datagram Protocol）：
- スピード重視。多少の損失は許容。
- 動画配信、音声通話、ゲームなど。
アプリケーション層
アプリケーション層は、ユーザーが実際に使うソフトウェア（ブラウザやメールソフトなど）とネットワークの間をつなぐ層です。この層では、データのやりとりを「どの形式で、どのサービスを通じて行うか」を決めます。
たとえば、ブラウザでWebページを表示するときはHTTP（もしくはHTTPS）というプロトコルが使われ、メール送信ならSMTP、ファイル転送ならFTPというように、アプリケーションの種類に応じた通信ルールがこの層で動いています。
対応するOSI参照モデル：アプリケーション層、プレゼンテーション層、セッション層
かんたんに言うと：「人間とネットワークの通訳」のような層です。
使われるプロトコル：
- HTTP / HTTPS：Webページの表示に使用。HTTPSは暗号化された安全な通信。
- FTP：サーバーとのファイル送受信を行う。
- SMTP / POP3 / IMAP：メールの送信・受信に関わるプロトコル群。
- DNS：ドメイン名とIPアドレスの変換を担う。
TCP/IPモデルの流れをイメージしよう！
たとえばあなたがWebページを開くとき、こう動きます：
- アプリケーション層：ブラウザがHTTPリクエストを作成
- トランスポート層：TCPでデータを分割し、番号をふる
- インターネット層：IPで宛先の住所（IPアドレス）を設定
- ネットワーク層：実際にデータをLAN/Wi-Fiで送信！
これが相手に届くと、逆順でデータが組み立てられて表示されるんです！
まとめ
- TCP/IPモデルは4つの層に分かれていて、各層が「データを作って → 宛先まで届ける」流れを分担
- 各層には、それぞれ役割と使われるプロトコルがある
- OSI参照モデルとの対応をセットで覚えると試験対策にも強い！
ネットワークの基礎って最初はとっつきにくいけれど、仕組みがわかってくると「なるほど、そういうことか！」と世界がつながって見えてきますよね。
少しでも「わかった！」と思えた方は、ぜひこの知識を試験対策や実務に活かしてみてください！
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！
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