コンピューターネットワークについての簡単な説明 - OSI モデルとは何ですか?

2024-07-11

オープンシステムコミュニケーション (OSI) モデルは、ネットワーク通信がどのように機能するかを表す概念モデルです。

マインドマッピング

OSIモデルとは何ですか?

Open Systems Interconnection (OSI) モデルは、国際標準化機構によって作成された、標準を使用してさまざまな通信システムをサポートする概念モデルです。プロトコル通信する。簡単に言えば、OSI は、異なるコンピュータシステムが相互に通信できることを保証するための標準を提供します。

OSI モデルは、汎用コンピューターネットワーク言語と考えることができます。この概念によれば、通信システムは 7 つの抽象化層に分割され、層ごとに積み重ねられます。

OSIモデル各層は、特定のジョブの処理と、その上下の層との通信を担当します。DDoS攻撃ターゲットは特定のネットワーク接続層です。アプリケーション層攻撃目標レベル7,プロトコル層攻撃は層3と層4をターゲットにします。

OSI モデルが重要なのはなぜですか?

現在のインターネットは OSI モデルに厳密には準拠していませんが (より単純なインターネットプロトコルスイートに厳密に準拠しています)、OSI モデルは依然としてネットワークの問題を解決するのに非常に役立ちます。ラップトップで 1 人のユーザーがオンラインに接続できない場合でも、何千人ものユーザーにサービスを提供する Web サイトがダウンしている場合でも、OSI モデルは問題を解決し、根本原因を突き止めるのに役立ちます。問題をモデルの特定の層に絞り込むことができれば、多くの不必要な作業を回避できます。

OSI モデルの 7 つの層とは何ですか?

OSI モデルの 7 つの抽象化レイヤーは次のように (トップダウンで) 定義されます。

7. アプリケーション層

これはユーザーデータに直接触れる唯一のレイヤー 。 Web ブラウザや電子メールクライアントなどのソフトウェアアプリケーションは、アプリケーション層に依存して通信を開始します。ただし、明確にしておきたいのは、クライアントソフトウェアアプリケーションはアプリケーション層の一部ではなく、ソフトウェアがユーザーに有効なデータを提示するために依存するプロトコルとデータ操作を担うのがアプリケーション層です。

アプリケーション層プロトコルには次のものがあります。ウェブそしてメール(Simple Mail Transfer Protocol の実行がサポートされています)Eメール通信プロトコルの 1 つ)。

6. プレゼンテーション層

この層が主に担当するのは、データの準備、アプリケーション層で使用するため、つまりレイヤー 6 が使用されます。アプリケーションがデータを利用できるようにする 。プレゼンテーション層は、データ変換、暗号化そして圧縮。

相互に通信する 2 つのデバイスは異なるエンコード方式を使用する可能性があるため、レイヤ 6 は、受信データを受信デバイスのアプリケーション層が理解できる構文に変換する役割を果たします。

デバイスが暗号化された接続を介して通信する場合、レイヤー 6送信側での暗号化と受信側での復号化を担当します、暗号化されていない読み取り可能なデータをアプリケーション層に提示するために。

最後に、プレゼンテーション層もアプリケーション層から受信したデータの圧縮を担当します 、データをレイヤー 5 に渡します。これにより、送信されるデータ量が最小限に抑えられ、通信速度と効率が向上します。

5. セッション層

この層が担当するのは、2 つのデバイス間の通信をオンまたはオフにします 。通信が開始されてから終了するまでの時間をセッションと呼びます。セッション層は、交換されるすべてのデータを送信するのに十分な時間セッションを開いたままにし、リソースの無駄を避けるためにセッションをすぐに閉じるために使用されます。

セッション層もデータ送信とチェックポイントの同期を担当します。たとえば、100MB のファイルが転送される場合、セッション層は 5MB ごとにチェックポイントを設定できます。 52MB の転送後に接続が失われたりクラッシュしたりしても、セッションは最後のチェックポイントから再開できます。つまり、さらに 50MB のデータを転送するだけで済みます。チェックポイントが設定されていない場合は、ファイル全体を最初から転送する必要があります。

4. トランスポート層

レイヤ 4 は 2 つのデバイス間の通信を担当しますエンドツーエンドの通信 。これには、セッション層からデータを抽出し、データをチャンク (セグメントと呼ばれる) に分割して、それを層 3 に送信することが含まれます。受信デバイスのトランスポート層は、データセグメントを再構築し、データがセッション層で使用できるようにする責任を負います。

トランスポート層は、フロー制御とエラー制御も担当します。フロー制御は、高速接続の送信者が低速接続の受信者に圧倒されないよう最適な転送速度を決定するために使用されます。トランスポート層は、受信データの整合性を保証する (不完全な場合は再送信を要求する) ことにより、受信側でエラー制御を提供します。

トランスポート層プロトコルには次のものがあります。伝送制御プロトコル (TCP) そしてユーザーデータグラムプロトコル (UDP)。

3. ネットワーク層

ネットワーク層 2 つの異なるネットワーク間のデータ転送を容易にする役割を果たします。 2 つの通信デバイスが同じネットワーク上にある場合、ネットワーク層を使用する必要はありません。ネットワーク層は、トランスポート層によって送信されたデータセグメントをより小さな単位 (と呼ばれる) に分割します。データパック )、受信デバイス上でこれらのパケットを再組み立てします。ネットワーク層は、データが宛先に到達するための最適な物理パスも決定します。ルーティング。

ネットワーク層プロトコルには、IP、インターネット制御メッセージプロトコル (ICMP)，インターネットグループメッセージプロトコル (IGMP)、同様に IPsec キット。

2. データリンク層

データリンク層はネットワーク層と非常によく似ていますが、データリンク層はネットワーク層を容易にするために使用されます。同じネットワーク上の 2 つのデバイス間のデータ転送。データリンク層はネットワーク層からパケットを抽出し、パケットをより小さな部分 (フレームと呼ばれます) に分割します。データリンク層もネットワーク層と同様に、ネットワーク内の通信フロー制御とエラー制御を担当します（トランスポート層はネットワーク間の通信フロー制御とエラー制御のみを担当します）。

1. 物理層

この層には、ケーブルやケーブルなどのデータ伝送に関与する物理機器が含まれます。スイッチ。また、データを 1 と 0 の文字列であるビットストリームに変換する役割も果たします。さらに、2 つのデバイスのストリング 1 と 0 を区別するには、2 つのデバイスの物理層がシグナリングの合意に達する必要があります。

OSI モデルにおけるデータの流れ

人間が読める情報をネットワーク経由であるデバイスから別のデバイスに送信するには、データは送信デバイスで OSI モデルの 7 層構造に沿って下方向に送信され、次に受信側で 7 層構造に沿って上方向に送信される必要があります。

クーパーさんはパルメさんにメールを送りたいと思っています。クーパー氏はラップトップの電子メールアプリケーションでメッセージを作成し、[送信] をクリックします。電子メールアプリケーションは電子メールをアプリケーション層に配信します，アプリケーション層選択プロトコル (SMTP)，次に、データをプレゼンテーション層に渡します 。それから、プレゼンテーション層の圧縮データ，次にデータをセッション層に渡します，セッション層によって初期化された通信セッション。

その後、データは送信者のトランスポート層に到達します。トランスポート層での断片化、またこれらのデータセグメントをネットワーク層でパケットに分割します。、それからデータリンク層でさらにフレームに分解 。データリンク層はこれらのフレームを物理層に送信します。物理層はデータを 1 と 0 のビットストリームに変換します。、やっとケーブルなどの物理媒体を介してデータを送信する。

パルメさんのコンピュータが WiFi などの物理媒体を介してビットストリームを受信した後、データはデバイスの同じ一連の層に沿って逆の順序で流れます。まず、物理層はビットストリームを 1 と 0 からフレームに変換し、データリンク層に渡します。次に、データリンク層は、ネットワーク層で使用できるようにフレームをパケットに再組み立てします。次に、ネットワーク層はデータパケットをトランスポート層で使用できるデータセグメントに再編成し、トランスポート層はデータセグメントをデータフラグメントに再編成します。

次に、データは受信者のセッション層に流れ、プレゼンテーション層にデータが渡されて、通信セッションが終了します。プレゼンテーション層はデータを解凍し、生データをアプリケーション層に渡します。アプリケーション層は人間が判読できるデータをパルメさんの電子メールソフトウェアに渡し、パルメさんはノートパソコンの画面でクーパーさんの電子メールを読めるようにしました。

参照する： OSIモデルとは何ですか? | クラウドフレア (cloudflare-cn.com)

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