キーワード辞典
ネットワークに関するややこしい用語
登録日 ００/０５/１４ 更新日 ０９/０１/２９
ＯＳＩ参照モデルとＴＣＰ／ＩＰ
「ＯＳＩ参照モデル」は、
ＯＳＩで規定した、サーバや端末間の通信規約（プロトコル）の階層化モデル。
世の中には数多くのネットワーク方式が有るが、
異なる方式のネットワークを接続するために、
それぞれについてお互いに方式の変換をサポートするのは非常に複雑で面倒なので、
それぞれがＯＳＩモデルへの変換をサポートすることで相互変換を容易にする事を目的としている。
また、プロトコルを７つの階層に分け、各々の層が上位の層に提供するサービス機能を保証する。
保証する、というのは、例えば、
高速道路を自動車で走る場合、車検に通った自動車ならば、
どんなに車の構造がハイテクであろうがローテクであろうが、道路の構造がどうであろうが、
ハンドルを右に廻せば右に曲がり、ブレーキを踏めば減速する、
同様に、回線が光だろうがＡＤＳＬだろうが、
ＷｅｂＰａｇｅを見たりメールを読んだりすること自体で意識する必要は無い、
みたいなことです。
ＯＳＩ参照モデルとＴＣＰ／ＩＰの関係
| ＯＳＩ | インターネット（ＴＣＰ／ＩＰ） | |
|---|---|---|
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第7層／応用層 アプリケーション層とも言う。 各種業務に応じた通信機能を実現する。 |
アプリケーション層 | |
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データの表現方法などに関する仕様。 内容は関知しない。 |
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第5層／セション層 応答の方法など。 電話で言うなら、「もしもし」「はいはい」。 |
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第4層／トランスポート層 データ転送の仕様。 |
ＴＣＰ層 通信ソフトを特定するポート番号やパケットの順序の制御などを行う。 |
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第3層／ネットワーク層 ネットワークとしてのサーバや端末との接続。 |
ＩＰ層 ＩＰアドレスによってネットワークに接続しているパソコンを特定する。 |
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第2層／データリンク層 マシンとしてのサーバや端末との接続。 伝送制御手順はここ。 この層はさらに、 LLCとMACのサブレイヤに分れる。 ネットワークのアクセス方式は、ＭＡＣにあたる。 |
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Ｅｔｈｅｒｎｅｔ層 ＭＡＣアドレスを含むＥｔｈｅｒｎｅｔアドレスによってネットワークカード同士が通信出来る様にする。 |
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第1層／物理層 電気的、物理的な仕様。 モデムの変復調機能やケーブルの仕様はここ。 |
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LLC=logical link control／論理リンク制御
MAC=media access control／媒体アクセス制御
イーサネット（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ）
ＩＥＥＥ８０２．３規格に準拠したＣＳＭＡ／ＣＤ方式のバス型ＬＡＮ。ベースバンド伝送方式。
ＯＳＩ参照モデルの第１層～第２層、インターネットではＥｔｈｅｒｎｅｔ層に位置する。
ちなみに、大雑把に言えば、ＣＳＭＡ／ＣＤ方式とは、
基本は「通信は、全ての端末に一斉送信して目的の端末だけが受け取る」が、
「送信してみて、もし別の端末からの送信と衝突して相手に届かなかったら振ったサイコロの目の数だけ少しだけ待って
（衝突相手と同じだけ待っても意味が無い）、
もう一度送信してみる」という、結構アバウトな、でも堅実な方式。
端末の数が多いと非常に効率が悪い。
インターネットではスイッチングハブが交通整理をしてくれるので、
ブロードキャストの時くらいしか使わない。
ベースバンド伝送方式とは、電圧の高低や電流の正負などによってデジタルデータを伝送する方式。
PC PC PC PC
I I I I
+-----+-----+-----+-----
ＭＡＣアドレス
ネットワークカードなど通信用ハードウェアが生まれながらに持っている（出荷時に、既にＲＯＭに書き込まれている）個体の識別符号。
メーカを識別する為の２４ビットと個々の製品を識別する為の２４ビット、計４８ビットからなる。
最終的にデータを送受信する時は、このアドレスを使う。
ＭＡＣは、前出のＭＡＣ（ｍｅｄｉａ ａｃｃｅｓｓ ｃｏｎｔｒｏｌ／媒体アクセス制御）のことである。
全世界に同じ番号は２つと存在しないため、このアドレスを利用してセキュリティを高めることも出来るが、
裏技でこのアドレスを強制的に変更することも出来てしまうので、過信は出来ない。
ＩＰアドレス
ＴＣＰ／ＩＰのネットワークで通信する為に割り振られるネットワーク上の識別符号。
現在は３２ビット（ＩＰｖ４／ＩＰ ｖｅｒｓｉｏｎ４）だが、
１２８ビットへの拡張計画（ＩＰｖ６／ＩＰ ｖｅｒｓｉｏｎ６）が進んでいる。
ＩＰ（ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｐｒｏｔｏｃｏｌ）は、
ＯＳＩ参照モデルの第２層の上位サブレイヤＬＬＣ（論理リンク制御）と、第３層であるネットワーク層、
インターネットのＩＰ層に位置する。
ＩＰアドレスは、ネットワークを識別するネットワーク部と、
そのネットワークに属する各端末を識別するホスト部に分かれており、
ネットワーク部とホスト部のビット数の割合によってＡクラスからＥクラスまで分類される。
クラス分けは、乱暴に言えば、１０桁の電話番号のうちの市外局番を考えると判りやすい。
一般的には市外局番は４桁で以降６桁で電話を識別するが、
大都市は電話の数が多い為に市外局番は２桁で、以降８桁で電話を識別している。
逆に過疎地では、市外局番が６桁だったりする。
電話では、同じ市外局番内では市外局番を省略出来るが
相手の市外局番が違う時は市外局番を付け、局で廻してもらう必要が有る。
インターネットの場合は、ネットワーク部の省略は出来ないが、
同じネットワーク部内ならルータ無しで通信が可能である。
何処までがネットワーク部か、を示すものが、サブネットマスクである。
サブネットマスクでは、必要に応じて、クラス以上に細かく
ネットワーク部とホスト部を分ける事も出来る
（サブネットワークと言うが、厳密に書くと面倒臭いので略）。
ホスト部が全て０のものをネットワークアドレスといい、そのネットワーク自体を示す。
ホスト部が全て１のものをブロードキャストアドレスといい、
特定の端末ではなく一斉送信をしたい時に使用する。
その為、この２つのＩＰアドレスは、特定の端末に使用出来ない。
詳しくは、このコーナーの「ＩＰアドレス」のページを。
ポート番号
「ポート」自体は、コンピュータの世界ではかなり古くから良く使われている言葉で、
港（ポート）の埠頭から船が出入りするイメージから、データの出入り口の意味を持つ。
この場合は、インターネットで使用するサービス別のデータの入出力のための埠頭の番号。
20、21番はFTP、25番はSMTP、80番はHTTP、110番はPOP3、と言う風に、
サービスによって使うポートが一応決められており、対応するソフトウェアにつながっている。
相互の通信は「ＩＰアドレス＋ポート番号」同士で行われる。
Webブラウザを２つ開くなどした場合は、片方は80番を使用するが、
もう片方は、1025番以上のポートが使用される。
パケット
パケット通信方式において、送信するデータを一定の大きさに分割したもの。 各パケットには、差出人や宛先、分割した順番などの情報が書かれたヘッダが付く。 一つの回線に複数の通信を混在させて送信する事が可能な為、 アナログ音声電話の様に１つの通信が１つの回線を独占することなく、 災害時にも「とりあえずつながる」ネットワークが実現している。
送信の一例
PC(A) PC(B) PC(C) PC(D)
172.16.1.1 172.16.1.2 172.16.1.3 172.16.1.4
I I I I
+------------+------------+------------+----------+--
I
I
172.16.1.254
Router
192.168.1.254
PC(W) PC(X) PC(Y) PC(Z) |
192.168.1.1 192.168.1.2 192.168.1.3 192.168.1.4 |
I I I I |
+------------+------------+------------+----------+--
PC(A)がPC(X)へtelnetしたいとする。
PC(A)のIPアドレスは、172.16.1.1 とする。
DNSサーバでドメイン名からＸのIPアドレスを正引きし、
PC(X)のIPアドレスは 192.168.1.2 と判明している。
IPアドレスで、ネットワーク上の相手の番地は判ったが、
実際にネットワークカードでデータを受け取らせるには相手のMACアドレスが必要になるので、
ブロードキャスト（一斉にそのLAN内のPCに送信すること）で、手当たり次第に聞く。
（一度聞くと、覚えている）
Ａ：「お～い、IPアドレス 192.168.1.2 さ～ん、聞こえていますか～。
あなたにtelnetしたいんだけど、MACアドレスは何ですか～」（ブロードキャスト 172,16,255.255）
Ｂ，Ｃ，Ｄ：「俺たちじゃないから、無視しよう」
ルータ：「このLANには、そのIPアドレスの人はいないから、直接は送信出来ないよ」
ルータ：「でも、俺はそいつのMACアドレスを知っているから、まず俺に送信しなよ。」
ルータ：「俺のMACアドレスは～～～～～～だよ。」
Ａ：「では、頼んだよ」
Ａは、ポート番号、自分と相手のIPアドレス、ルータのMACアドレス（とりあえずの送信先）、
などなどの荷札（ヘッダ）を付け、送信する。
ルータは、届いた荷物の荷札のMACアドレスをＸのものに置き換え、Ｘへ送信する。
Ｘ：「お、荷物が届いたぞ」
Ｘ：「宛先MACアドレスは俺のものだ、間違いない」
Ｘ：「差出IPアドレスは 172.16.1.1 か」
Ｘ：「宛先IPアドレスも俺のものだ、間違いない」
Ｘ：「ポート番号は23番だ、telnetだな。」
（以降、略）
注：部分的にいい加減です。
リピータ（ｒｅｐｅａｔｅｒ）
１つのＬＡＮのデータ伝送路の延長装置。電気信号を増幅し他方へ中継する。
電気信号はある程度の距離以上になると弱くなってしまい、使えなくなるので、必要となる。
ＯＳＩ参照モデルの第１層である物理層に位置する。
単純にデータを流すだけでプロトコルの変換は一切しない。
ハブ（ｈｕｂ）
スター型ＬＡＮで、回線を分岐させるために使用するマルチポート（ソケットが複数有る）リピータ。
Ｈｕｂの元の意味は、自転車の車軸。
ＨｕｂからさらにＨｕｂへ接続することをカスケード接続と言い、Ｈｕｂ４台までつなげることが出来る。
PC---+ +---PC PC---+ +---PC
I I I I
PC---Hub---------------Hub---------------
I I I I
PC---+ +---PC PC---+ +---PC
スイッチングハブ（ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｈｕｂ）
宛先情報により、該当する方向のみに送信するハブ。
例えば第一教室から第三教室まで各４０台ずつ端末が有る時、宛先が第三教室と判っているなら、第三教室にだけそのデータを流す、
という様な事が出来る。
インターネット（ＴＣＰ／ＩＰ）の場合、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ層で中継するもの（Ｅｔｈｅｒｎｅｔアドレスで判断する）と、
ＩＰ層で中継するもの（ＩＰアドレスで判断する）が有る。
あくまでもリピータなので、プロトコルの変換はしない。
PC---+ +---PC
I I
PC---Hub---------------+
I I I
PC---+ +---PC I
I
Switching Hub------------------
I
PC---+ +---PC I
I I I
PC---Hub---------------+
I I
PC---+ +---PC
スタッカブルハブ
１台のハブのソケットが不足した時に増設してソケットの数を増やす事が出来る様になっているハブ。
ハブは送信元から送信先までの間に４個以上有ってはならないという制約があるため、
ハブ自体の数を増やす事が出来ない時に使用する。
専用ケーブルで接続することで、２つのＨＵＢを１台の様に使うことが出来る。
PC---+ +---PC PC---+ +---PC
I I I I
PC---Hub====専用ケーブル====Hub------------------
I I I I
PC---+ +---PC PC---+ +---PC
ブリッジ（ｂｒｉｄｇｅ）
２つのＬＡＮをつなげるためのＬＡＮ間接続用装置のひとつ。
ＯＳＩ参照モデルの第２層であるデータリンク層に位置し、
変換ブリッジは、これより以下の層のプロトコルの差異を見えなくする。
ＭＡＣ（媒体アクセス制御）を利用する。
ブリッジにより、これより上位の層に位置するネットワークのアドレスからみれば、
１つのネットワークである様に扱える。
最近は、ブリッジの機能を持つスイッチングハブが存在するため、区分けが曖昧になっている。
PC PC PC PC +------+
I I I I I I
+-----+-----+-----+----------Bridge I
I I FDDI
PC----+ PC----+ I I
I I I I
PC---Hub--------Hub----------Bridge I
I I I I
PC----+ PC----+ I I
+------+
ルータ（ｒｏｕｔｅｒ）
２つのネットワークをつなげるためのＬＡＮ間接続用装置のひとつ。
ＯＳＩ参照モデルの第３層であるネットワーク層に位置し、
これより以下の層のプロトコルの差異を見えなくする。
ネットワークのアドレス（ＴＣＰ／ＩＰの場合は、ＩＰアドレス）を利用し、
最も適した経路を選択し、余計なデータが無関係なＬＡＮに流れない様にするルーティング機能を持つ。
ルータにより接続された２つのネットワークは、別のものとして扱われるが、
データは、自由に往き来が可能となる。
PC PC PC PC +------+
I I I I I I
+-----+-----+-----+----------Bridge I
I I FDDI
PC----+ PC----+ I I
I I I I
PC---Hub--------Hub----------Bridge Router----- Internet
I I I I
PC----+ PC----+ I I
+------+
ＮＡＴ
ルータにおいて、インターネットの１つのグローバルＩＰアドレスに対し、 ＬＡＮ内の複数のプライベートＩＰアドレスを切り替えて使えるようにする機能。 ただし、１つのプライベートＩＰアドレスの端末がそのグローバルＩＰアドレスを使っている時は、 他のプライベートＩＰアドレスの端末は使用出来ない。
ＩＰマスカレード
ルータにおいて、インターネットの１つのグローバルＩＰアドレスに対し、
ＬＡＮ内の複数のプライベートＩＰアドレスを使えるようにする機能。
「グローバルＩＰアドレス＋1025番以上のポート番号」を、
「ＬＡＮ内のプライベートＩＰアドレス＋ポート番号」毎に割り振り、
複数のプライベートＩＰアドレスの端末を区別することで、
複数の端末が同時にグローバルＩＰアドレスを使うことが出来る。
ただし、ポートを多く開くことになるので、セキュリティに注意しなければならない。
ゲートウェイ（ｇａｔｅｗａｙ）
ＬＡＮ間接続用装置のひとつ。
ＯＳＩ参照モデルなどの全ての層のプロトコル変換を行なう事が基本だが、
ＯＳＩ参照モデルの第１層である物理層から第４層であるトランスポート層以上までの変換を行なう機能が有れば、
ゲートウェイと呼ぶ。
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