📒 ミライのITパス日誌

第45話「データの旅は7階建て」

テクノロジ系 / ネットワーク ── テーマ:OSI参照モデル・TCPとUDP・ポート番号・cookie

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この話で覚える用語(7語)

OSI参照モデルおーえすあいさんしょうもでる
通信の機能を7つの層に分けて整理した国際標準のモデル。上から、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・トランスポート層・ネットワーク層・データリンク層・物理層。
TCPてぃーしーぴー
トランスポート層のプロトコル。通信の前に相手と接続を確立し、データが届いたかを確認して、抜けた分は送り直すので確実に届く。Webやメールなどで使う。
UDPゆーでぃーぴー
トランスポート層のプロトコル。接続の確立や到達の確認・再送をしないので、確実さより速さと軽さを重視する通信に向く。音声通話やライブ配信、DNSの問い合わせなどで使う。
ポート番号ぽーとばんごう
1台のコンピュータの中で、通信相手のアプリケーション(サービス)を見分けるための番号。HTTPは80番、HTTPSは443番など。IPアドレスが建物の住所なら、部屋番号に当たる。
ハブはぶ
LANの中で複数の機器をケーブルでつなぐ集線装置。スイッチングハブ(レイヤ2スイッチ)はデータリンク層で働き、MACアドレスを見て、宛先の機器がつながる口だけにデータを送る。
デフォルトゲートウェイでふぉるとげーとうぇい
自分のネットワーク(LAN)の外へ通信するとき、まず送り出す先になる出入口の機器。ふつうはルータがこの役を担い、PCにはそのIPアドレスを設定しておく。
cookieくっきー
Webサーバの指示で、ブラウザに保存される小さなデータ。ログイン状態や買い物かごの中身を覚えておくのに使う。複数のサイトをまたいで閲覧の行動を追跡する広告にも使われる。

試験に出るポイント

覚え方:7層は「アプセトネデブ」
ここ試験に出る!

確認クイズ(ITパスポート試験の形式)

問1 OSI参照モデルにおいて、ルータが主に動作する層はどれか。
  1. ネットワーク層
  2. データリンク層
  3. トランスポート層
  4. 物理層
答えと解説を見る

正解:ア ネットワーク層
ルータはIPアドレスで経路を選ぶので第3層(ネットワーク層)。MACアドレスで配るスイッチングハブはデータリンク層、信号を増幅するリピータは物理層です。

問2 UDPの特徴として、適切なものはどれか。
  1. 到達確認や再送を行わないため、処理が速く、音声通話などに向く
  2. 到達確認や再送を行い、データを確実に届ける
  3. ドメイン名をIPアドレスに変換する
  4. 同じLAN内でMACアドレスを見て転送先を決める
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正解:ア 到達確認や再送を行わないため、処理が速く、音声通話などに向く
確認・再送をしないのがUDP。確実に届けるのはTCP、名前をIPアドレスに変えるのはDNS、MACアドレスで転送先を決めるのはスイッチングハブです。

問3 ポート番号の説明として、適切なものはどれか。
  1. コンピュータの中で、通信相手のアプリケーションを識別する番号
  2. ネットワーク上の機器を識別する、住所に当たる番号
  3. 機器の通信部品ごとに付けられた、48ビットの識別番号
  4. 無線LANのアクセスポイントを識別する名前
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正解:ア コンピュータの中で、通信相手のアプリケーションを識別する番号
アプリ(サービス)を見分けるのがポート番号。機器の住所はIPアドレス、48ビットの識別番号はMACアドレス、アクセスポイントの名前はSSIDです。

▶ アプリでクイズに挑戦(間違えた問題は復習に残ります)

マンガのセリフ(文字版)

ミライ「「cookieを受け入れますか?」…クッキーくれるの!?全部受け入れまーす♪」

ツカサ先輩「お菓子は届かない!cookieはサイトがブラウザに預けるメモだ!」

ツカサ先輩「ログイン状態や、買い物かごの中身を覚えておくのに使う」

ツカサ先輩「サイトをまたいで行動を追いかける広告にも使われる。だから同意を聞くんだ」

ミライ「食べられないうえに、追いかけてくるなんて…」

そもそも、データはどうやって届くのか――

ツカサ先輩「通信の仕事を7つの階に分けて考えた地図がある。OSI参照モデルだ」

ミライ「データが住んでる7階建てのビル…?」

OSI 7層TCP/IP 4層機器・例7アプリケーション層HTTP等6プレゼンテーション層文字コード5セッション層4トランスポート層TCP/UDP3ネットワーク層ルータ・IP2データリンク層ハブ・MAC1物理層ケーブルアプリケーション層トランスポート層インターネット層ネットワークインタフェース層送る側は7→1へ包み、受け取る側は1→7へ開ける
OSI参照モデルとTCP/IP 上ほどアプリ(人)に近く、下ほど電線に近い

ツカサ先輩「送る側は7階から1階へ下りながら荷物を包み、受け取る側は1階から上って開ける」

ツカサ先輩「インターネットで実際に使うTCP/IPは、これを4つの階にまとめている」

ミライ「データって、毎回ビルを上り下りしてるんだ!」

📝 メモ:覚え方:7層は「アプセトネデブ」
  • 上から アプリケーション・プレゼンテーション・セッション・トランスポート・ネットワーク・データリンク・ブ(物理)
  • お話で:「あっ、ぷりん。せんべいと…ねる前に食べたらでぶ」
  • TCP/IPの4層は上から アプリケーション・トランスポート・インターネット・ネットワークインタフェース
  • 4層は「あと、いっぱいねる」(アトイネ)。食べたあとは寝る

部長「アプセト…ネデブ!?だれがデブじゃ!」

ミライ「部長のことじゃないです!プリンとせんべいの話です!」

ツカサ先輩「同じフロア(LAN)の機器をつなぐのがハブ。MACアドレスを見て配る」

ツカサ先輩「ネットワーク同士をつなぎ、IPアドレスで道を選ぶのがルータだ」

ミライ「ハブは館内の配達係、ルータは町と町の道案内!」

ミライ「じゃあ、社外のサイトへ行くデータは、まずどこへ?」

ツカサ先輩「LANの出口、デフォルトゲートウェイへ送る。ふつうはルータがその役だ」

機器働く層見るもの・役目リピータ第1層物理層電気信号を増幅して延ばすハブ(スイッチ)第2層データリンク層MACアドレスでLAN内に配るルータ第3層ネットワーク層IPアドレスで経路を選ぶ
機器と層の対応 ハブはMAC(第2層)、ルータはIP(第3層)

ツカサ先輩「第4層(トランスポート層)の代表がTCPとUDPだ」

ツカサ先輩「TCPは届いたか確認して、抜けたら送り直す。UDPは送りっぱなしで速い」

ミライ「確実なTCPのほうが、いつでもいいんじゃないですか?」

ツカサ先輩「通話で、1秒前の声を送り直されても困るだろう?」

ツカサ先輩「少し欠けても遅れないことが大事な通話やライブ配信は、UDPが向いている」

📮TCP=書留郵便届いたか確認・抜けたら再送Web・メール・ファイル転送📢UDP=校内放送確認なしで送りっぱなし音声通話・ライブ配信・DNS
TCPとUDP 確実さのTCP、速さのUDP

ミライ「1台のPCで、Webとメールを同時に使えるのはなぜ?」

ツカサ先輩「IPアドレスが建物の住所なら、ポート番号は部屋番号。どのアプリ宛てかを見分ける」

ツカサ先輩「Webは80番、HTTPSは443番と決まっている」

🕴️プロキシ社内のPCの代わりに外のWebへアクセスする中継役(代理)🧩VLAN配線はそのままで、設定でネットワークを分ける🏭エッジコンピューティング端末の近くでデータを処理遅れと通信量を減らす📡BLE・ビーコン省電力の近距離無線(BLE)ビーコンは位置を知らせる発信機📶MVNO大手の回線を借りて通信サービスを提供(格安SIM)💳eSIM端末に組みこまれたSIMカードを差しかえず設定で切替
ほかにも出る通信の用語 名前と「何のためか」をセットで
📌 ここ試験に出る!:ここ試験に出る!
  • OSI参照モデルは7層(上からアプセトネデブ)/TCP/IPは4層
  • ハブ(スイッチ)=第2層・MACアドレス/ルータ=第3層・IPアドレス
  • TCP=確認・再送で確実/UDP=確認なしで速い(通話・配信)
  • ポート番号=通信相手のアプリを見分ける(HTTP 80・HTTPS 443)
  • LANの外への出口 → デフォルトゲートウェイ/代理でアクセス → プロキシ
  • cookie=ブラウザに保存される小さなデータ(ログイン状態・行動の追跡)

その日の夕方

部長「差し入れのクッキー、わしが全部受け入れておいたぞ!」

ミライ「それ、全部食べちゃったってことですよね!?」

ツカサ先輩「…部長、アプセトネデブまっしぐらです」

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