【ネットワーク】TCP/IPってよく聞くけど何？

OSI基本参照モデル

OSI基本参照モデル
７層 アプリケーション層	メールやファイル転送、Webの閲覧など、具体的な通信サービスを提供する階層。 それらに関係するプロトコルを規定
６層 プレゼンテーション層	文字コードや暗号などデータのフォーマットを変換する役割を持つ階層。 それらに関係するプロトコルを規定
５層 セッション層	コネクション（通信）を確立したり切断したりするといった役割を持った階層。 それらに関係するプロトコルを規定
４層 トランスポート層	通信を行う両端のコンピュータ間のデータ転送の処理のみを行う。 途中の経路部分に関しては考えてないので、エンドツーエンドのプロトコルとも言われる。（途中の経路に関してはネットワーク層が行う） 具体的な役割は、エラー処理やフロー制御など通信の信頼性を確保する階層。 それらに関係するプロトコルを規定（※TCPは信頼性を確保するがUDPは信頼性を確保しない）
３層 ネットワーク層	送信側から送り出されたパケットを、無事に受信側へ届ける役割を持っている。 これを実現するためには、ネットワーク内の各コンピュータにアドレスがふられていなければ貼らず、 ネットワーク層では、このアドレス体系を管理する。 それらに関係するプロトコルを規定
２層 データリンク層	誤り制御や再送要求など、伝送制御手順に関するプロトコルを規定。 隣接機器間で誤りのないデータ通信を行う。 それらに関係するプロトコルを規定
１層 物理層	コネクタやケーブル、電気信号など、電気・物理的なレルのプロトコルを規定

TCP/IP

OSI基本参照モデル	TCP/IPの階層モデル	TCP/IPの主なプロトコル
アプリケーション層	アプリケーション層	HTTP,  FTP,  TELNET,  SMTP,  POP3,  NTP,  SNMP
プレゼンテーション層
セッション層
トランスポート層	トランスポート層	TCP, UDP
ネットワーク層	インターネット層	IP, ICMP, ARP
データリンク層	ネットワークインターフェース層	PPP, イーサネット
物理層

プロトコルの説明

HTTP

ホームページ閲覧の際に、サーバーとブラウザ間でデータをやりとりをするために用いられるプロトコル。
TCPのポート80番を使用する。

HTTPS

TCPのポート443番を使用する。

FTP(File Transfer Protocol)

ファイル転送を行うプロトコル。
TCPのポート20(データ転送)と21番(コントロール)を使用する。

TELNET(Telecommunication network)

遠隔ログインを行うプロトコル。
TCPのポート23番を使用します。

SMTP(Simple Mail Transfer Protocol)

クライアントからメールサーバに電子メールを送信したり、メールサーバ間で電子メールを転送したりするのに用いられるプロトコル
メールサーバー間でメールの転送を行プロトコル。
TCPのポート25番を使用する。

POP3(Post Office Protocol version 3)

メールサーバー上のメールをメーラが受信するためのプロトコル。
TCPのポート110番を使用します。

利用者のコンピュータ上で動作するメールソフトが、メールサーバから自身のメールを取り出す処理において使用するメール受信用プロトコル

IMAP (Internet Message Access Protocol)

電子メールの管理をクライアントPC上のメールソフトではなくメールサーバ上で行うことで、複数の端末から利用する場合のメール状態の一元管理やメールの選択受信などの機能を実現したメール受信用プロトコル

NTP(Network Time Protocol)

インターネット上で複数のコンピュータの時刻を同期させるプロトコル。
UDPのポート123番を使用する

SNMP

ネットワークの管理を行うプロトコル

SSH

TCPのポート22番を使用する。

DNS

UDPのポート53番を使用する

DHCP

サーバー：UDPのポート67番を使用する
クライアント：UDPのポート68番を使用する。

TCP(User Datagram Protocol)

コネクション型通信であり、誤り検出・再送機能、フローコントロール機能などを備えて、信頼性の高いプロトコル

UDP

コネクションレス型通信、相手に届くことが確認されない信頼性の低いプロトコル。
送受されるパケットにコネクションの情報がない分だけTCPと比べデータ比率は高まることになるため、途中でデータが抜け落ちても問題が少ない音声や画像のストリーム形式での配信などで使用される。

IP

IPアドレスを元にパケットを目的のコンピュータまで届けるプロトコル

ICMP

IPパケットの配送時の異常などを知らせるプロトコル（補助プロトコルと呼ばれている）

ARP

通信相手のIPアドレスからMACアドレスを調べるためのプロトコル

PPP

電話回線などを使い２つのネットワークを接続するためのプロトコル

イーサネット

世界中のオフィスや家庭で一般的に使用されている有線のLAN で最も使用されているプロトコル

MPLS(Multi Protocol Label Switching)

IP-VPNで使用される技術で、IPルーティングによるパケット転送よりも高速な転送処理を実現します。

PPPoE

電話回線やISDNでインターネットを接続する際に使われるPPP(Point-to-Point Protocol)をイーサネット上で利用できるようにしたものです。PPPの機能であるユーザ認証やIPアドレスの割り当て等をイーサネット上で実現することができます。

PPTP(Point-to-Point Tunneling Protocol)

第2層のPPPパケットをIPパケットでトンネリングする方式で、暗号化機能や独自の利用者認証機能をもちます。マイクロソフト社によって開発された。

TCP/IPプロトコルの動作

アプリケーション層の送りたいデータ（メッセージ）は、階層モデルを順番にしたへ辿っていきます。この時、各層で処理されるたびにその層の情報を表すヘッダがつけられます。トランスポートのヘッダ、ネットワーク層、ネットワークインターフェース層（データリンク層と物理層）のヘッダがつけられ、ネットワーク上に送り出されます。受信側では、データリンク層がパケットを受け取りネットワークインターフェース層のヘッダを取り外し読み込んでネットワーク層に渡します、ネットワーク層でも同様にネットワーク層のヘッダを取り外し読み込んでトランスポート層に渡します、最後にトランスポート層でトランスポート層のヘッダを取り外しアプリケーション層へ渡します。

プロトコルの階層	パケットの呼び方	宛先
アプリケーション層	ーーー	ーーー
トランスポート層	セグメント	ポートとホスト名
ネットワーク層	パケット	IPアドレス
データリンク層 物理層	フレーム	MACアドレス

LAN間接続装置の種類

装置	役割
ゲートウェイ	プロトコルの異なるネットワーク同士を接続する装置
ルータ	特定の端末に宛てたデータ（＝パケット）をIPアドレスを元にして中継する装置。ネットワークとネットワーク（異なるネットワーク）を繋ぎ、複数のルータを経由してデータを別のネットワーク上にある端末に届けることができる。 IPアドレスを解析することによって，データを中継するか破棄するかを判断する
ブリッジ、スイッチオンハブ（レイヤ2スイッチ）	特定の端末に宛てたデータ（＝フレーム）をMACアドレスを元にして中継する装置。接続された端末同士は、一つのネットワーク（同じネットワーク）（セグメント）を構成する
リピータ	信号を増幅して、ネットワークの伝送距離を延長する装置

OSI基本参照モデルとLAN間接続装置の種類

第７層　　アプリケーション層	ゲートウェイ
第６層　　プレゼンテーション層
第５層　　セッション層
第４層　　トランスポート層
第３層　　ネットワーク層	ルータ
第２層　　データリンク層	ブリッジ、スイッチオンハブ
第１層　　物理層	リピータ