OSIモデルとは何ですか?オープンシステム相互接続モデルの説明

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OSIモデルは、2台のコンピューターがネットワークを介して相互作用する方法を定義します。モデルはいくつかのプロトコルを定義し、2つのシステム間でパケットの形式で情報を転送できるようにします。

この記事では、モデル内の各レイヤーの詳細な説明とともに、OSIモデルが実際に何であるかを深く掘り下げます。

OSIモデルとは何ですか?

「OSIモデル」は、オープンシステム相互接続モデルの略です OSIモデルは、国際標準化機構(ISO)によって導入されました。

ISOは、グローバルスタンダードの設定を担当する多国籍企業です。それぞれの潜在的な国際規格は、現実の世界での実行可能性を決定する6つの段階を通過します。

このモデルは、2つのシステム間のネットワーキングのプロセスを容易にします。 OSIモデルを使用すると、2台のコンピューターが、マシンの基盤となるアーキテクチャーを知らなくても相互に対話できます。モデルで定義されたプロトコルは間違いなく世界中で使用されているため、このモデルはインターネットを介したデジタル通信のグローバルフレームワークです。

オープンシステム相互接続モデルにはいくつかの層があり、それぞれがネットワーク上で情報を移動する役割を果たします。たとえば、物理層は、データが次の層であるデータリンク層に適切に転送されることを保証します。同様に、データリンク層は情報を次の層に転送します。

OSIモデルのレイヤー

OSIモデルのレイヤーは別個のものであり、データ通信のさまざまなフェーズを処理しますが、それらは何らかの形で関連しています。

モデルの設計中に、開発者はプロセス内の関連する機能を見つけ、それらを共通のレイヤーにグループ化しました。 OSIモデルには7つの層があり、それぞれがデータ転送プロセスの特定のフェーズを管理します。

1.物理層

物理層は、OSIモデルの最初で、おそらく最も重要です。この層は、物理媒体を介したデータの転送を担当します。転送を実行するために必要な機能も、このレイヤー内で定義されます。

送信者のマシンでは、データはデータリンク層から到着します。パケットは、媒体を介して受信者のマシンに転送されます。次に、受信者の物理層がパケットを解釈し、データリンク層に送信してさらに処理します。

物理層は、データ転送の次の側面をカバーします。

  1. インターフェースと転送媒体(Wi-Fiまたはイーサネットケーブル
  2. ビットのストリーム(転送する必要のあるデータ)
  3. データ転送速度
  4. 送信モード
  5. ビット同期

物理層は、データを別のマシンに直接転送します。

データリンク層は、同じネットワーク内の特定のマシンにデータを送信するタスクを実行します。これは、物理アドレス指定と呼ばれるプロセスです。この層では、物理層によって送信されたデータも解釈され、フレームと呼ばれる管理可能な単位に変換されます。

データリンク層では、MAC(メディアアクセス制御)アドレスは、複数のシステムのネットワークから情報を要求したシステムを識別します。この層は、次の機能を担当します。

  1. フレーミング
  2. 物理アドレス
  3. データの流れ
  4. エラー制御
  5. アクセス制御

3.ネットワーク層

データリンク層は、同じネットワーク上のマシンへのデータの転送を監視します。対照的に、ネットワーク層は、異なるネットワーク上の受信者に送信者パケットを転送する責任があります。 2つのシステムが同じネットワーク上にある場合、データリンク層が転送を処理し、ネットワーク層は必要ありません。

ネットワーク層は、データパケットを独立して扱います。システムは、これらのパケット間の順序や関係については気にしません。

ネットワーク層は、次の責任で構成されます。

  1. 論理アドレス指定:2つのデバイスは異なるネットワーク上にあるため、データ転送を行うには論理アドレスが重要になります。
  2. ルーティング:パケットは、ルーターと呼ばれるネットワーク上のデバイスに送信されます。これらのデバイスは、情報を要求したシステムにデータパケットを転送またはルーティングします。

4.トランスポート層

ネットワーク層は、あるシステムから別のシステムにデータを転送します。しかし、コンピュータはさまざまなプログラムも実行し、各プログラムは他のシステムに情報を要求できます。では、システムはどのパケットがどのプログラムに属しているかをどのように知るのでしょうか。

トランスポート層に入ります。この層は、情報のプロセス間の配信を担当します。システムは、この層に到着したデータパケットを異なるユニットにセグメント化し、シーケンス番号に従ってそれらを再構成します。

トランスポート層は、OSIモデルの次の機能を処理します。

  1. サービスポイントアドレス指定(パケットを正しいプログラムに配信します)
  2. セグメンテーションと再組み立て
  3. フロー制御
  4. エラー制御

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5.セッション層

2つのシステムが通信する場合、それらはクイック転送を実行せず、すぐに切断します。システムはダイアログに入り、必要な送信を実行します。セッション層は、データの転送を成功させるために、2つ以上のシステム間で共通のセッションを開始する責任があります。

このレイヤーは、同期とチェックポイントも担当します。たとえば、1000ページを含むドキュメントファイルをダウンロードすると、セッション層は100ページごとにチェックポイントを追加して、効率的なデータ通信を維持します。

554ページで転送が失敗した場合、ダウンロードを最初から開始する代わりに、最後のチェックポイント、つまり500ページから転送を再開します。

セッション層は、セッションの作成を担当するダイアログコントロールと同期の2つの機能で構成されています。

6.プレゼンテーション層

データパケットは最終的な宛先に到達します。それで?プログラムはメッセージをどのように解釈しますか?プレゼンテーション層は、配信されたパケットのメッセージ変換、構文、およびセマンティクスを処理します。

この層は、データのどの部分が重要でどれが重要でないかを認識するプロセスを実行する関数で構成されています。プレゼンテーション層には、モデルで次の責任があります。

  1. 翻訳:2台のコンピューターまたはプログラムが文字列の形式で情報を共有します。また、システムは、理解を深めるためにデータをビットストリームに変換します。
  2. 暗号化:通信中のプライバシーを確​​保するために、プレゼンテーション層は送信する必要のあるデータを暗号化および復号化します。
  3. 圧縮:効率的なデータ送信を実行するために、情報はストリーム内のビット数を減らすために圧縮されることがよくあります。

7.アプリケーション層

最後に、アプリケーション層はさまざまなネットワークサービスのユーザーインターフェイスの提供を担当します。インターネットブラウザ、メールプラットフォーム、またはグラフィカルデータベース管理ツールは、この層を形成するソフトウェアの例です。

アプリケーション層は、ユーザーに次のサービスを提供します。

  1. ネットワーク仮想端末:NVTは、物理端末の動作をエミュレートするソフトウェアです。ユーザーはNVTに接続し、システムからリモートホストを制御できます。
  2. 郵送サービス
  3. ファイル転送と管理
  4. ディレクトリサービス

インターネットはどのように機能しますか?

インターネットはまた、その動作にOSIモデルを使用しています。サーバーにパケットを要求すると、データはモデルの各レイヤーを通過します。 OSIモデルは、インターネットであるシステムの大規模なネットワークの基本的な基盤を形成しています。

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