OSI 7層エクスプローラー — 各層をクリックして深掘り
OSI参照モデルの7つの層を、クリックして1層ずつ詳しく見られます。各層の役割・身近なたとえ・具体的なプロトコル・PDU(データの単位)・対応機器に加え、「Webページを開くとその層で何が起きるか」の具体例も表示します。上の層ほど人・アプリに近く、下の層ほど回線に近い仕事です。
覚え方:上から「アプ・プレ・セ・トラ・ネ・デ・ブ」=アプセトネデブ
OSI参照モデルとは
通信の仕事を、役割ごとに7つの層に分けて整理した国際的なモデルです。各層が自分の仕事に専念し、下の層を土台として使うことで、複雑な通信を分かりやすく設計・理解できます。データは送信側で上から下へ“封筒(ヘッダ)”で包まれ(カプセル化)、受信側で下から上へ開かれます。この入れ子のイメージと、各層の役割をやさしく解説した OSIをたとえで理解する(封筒の入れ子とデータの旅) も参考にしてください。
使い方
- 上の7つの層から、気になる層をクリックします。
- 枠の中に、その層の役割・たとえ・プロトコル・PDU・対応機器と、Webページを開いたときにその層で起きることが表示されます。
- アプリケーション層から物理層まで順にクリックすると、データが上から下へ包まれていく流れを追えます。
通信トラブルは「下の層から」確かめる
OSIの層は、試験のためだけの知識ではありません。現場で「つながらない」と言われたとき、下の層から順に確かめるのが切り分けの基本です。下の層が止まっていれば、その上の層は必ず動かないので、下から順に問題のない層を消していけば、無駄なく原因に近づけます。
| 層 | 確かめること | Windowsでの確認例 |
|---|---|---|
| 1 物理層 | ケーブルが刺さっているか、リンクランプが点いているか、Wi-Fiにつながっているか | Get-NetAdapter の Status が Up か |
| 2 データリンク層 | 同じLAN内の機器(ルーターなど)のMACアドレスが分かっているか | arp -a にゲートウェイのIPアドレスが載っているか |
| 3 ネットワーク層 | IPアドレスとデフォルトゲートウェイが正しいか、相手まで届くか | ipconfig、ping、tracert |
| 4 トランスポート層 | 相手のポートが開いているか(ファイアウォールで止まっていないか) | Test-NetConnection 相手 -Port 443 |
| 7 アプリケーション層 | 名前解決ができるか、サービスそのものが動いているか | nslookup、ブラウザの表示やサーバーのログ |
5層・6層は、実際の製品ではアプリやTLSの中に含まれているため、単独で確かめる場面はほとんどありません。また、IPアドレスならpingが通るのに名前だと失敗する場合は、7層の名前解決(DNS)の問題です。それぞれの手順は ping・ポートの確認・名前解決の切り分け の記事にまとめています。
機器と層の対応で、よくある勘違い
試験の基本は「ハブ=1層、スイッチ=2層、ルーター=3層」ですが、実際の機器はこの型どおりとは限りません。
- L3スイッチ:ルーティングの機能を持つスイッチです。名前はスイッチでも、3層(IPアドレス)まで見て転送します。
- NIC(ネットワークカード):電気信号の送受信(1層)と、MACアドレスを使ったフレームの処理(2層)の両方を受け持ちます。
- ファイアウォール:基本のパケットフィルタは、IPアドレス(3層)とポート番号(4層)で通すかどうかを決めます。通信の中身まで調べる製品は7層まで見ます。
- ロードバランサ:IPアドレスとポートで振り分けるL4型と、URLなどの中身で振り分けるL7型があります。
カプセル化の流れ・実物での動きを見る
データが7層を下りてヘッダが付き、受信側で上って外れる往復を1ステップずつ見たいときは OSI参照モデルの可視化。各層が実際のPC・NIC・LANケーブル・スイッチ・ルーターのどこで動くかは OSIの動きを実物で可視化 で機器ハイライトつきで確認できます。各プロトコルがどの層で働くかは プロトコルの階層マップ で解説しています。
基本情報技術者試験ではこう出る
「各層の役割と順番」「PDUの呼び名(セグメント・パケット・フレーム・ビット)」「機器と層の対応(スイッチ=2層・ルーター=3層・リピータ/ハブ=1層)」が頻出です。上のエクスプローラーで1層ずつ確認して、役割・PDU・機器の3点セットで覚えましょう。
よくある質問
Q. pingが通れば、通信は全部正常?
A. いいえ。pingが使うICMPはネットワーク層(3層)のしくみなので、pingが通って分かるのは「3層まではつながっている」ことだけです。相手のポートが開いているか(4層)や、Webサーバーなどのアプリが動いているか(7層)は別に確認します。詳しくは pingの使い方と結果の見方 を参照してください。
Q. 5層(セッション層)と6層(プレゼンテーション層)は、実際にはどこにある?
A. 今のインターネットで使われているTCP/IPには、5層・6層にあたる独立した層がありません。その仕事は、アプリケーションやTLS(HTTPSの暗号化)の中にまとめて組み込まれています。そのため、TLSを何層とみなすかは本によって5層・6層・7層と分かれます。
Q. 7層は上から覚える?下から覚える?
A. 試験対策では上から「アプセトネデブ」で覚えるのが一般的です。一方、実務で通信トラブルを調べるときは、上の「下の層から確かめる」の表のように1層から順に見ていきます。両方の向きで言えるようにしておくと便利です。
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