通信プロトコル〜基本情報技術者合格のための学習法〜

protocol基本情報

プロトコルとは英語で条約・協定・約束事とという意味です。 などで通信プロトコルは通信する時の約束ことという意味です。 ここでの通信とは情報やデータをやり取りするいう意味になります。

チータくん
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なぜプロトコルが必要なの?

プロトコルは現実世界の「言語」のようなものです。

私たちが他の人と話すときに、共通の言語がないとコミュニケーションが取れないですよね。

英語しか話せない人に日本語で話しかけても、通じません。

それと同じことがネットワーク上でも起こるのです。

なのでどんなケーブルを使って、どんな形式でデータを送り、それをどうやって受け取って、どのように応答するのかを全部共通の約束事が決められています。

OSI基本参照モデル

プロトコルにはさまざまな種類があり、どんなケーブルを使って、どんなデータ形式でと事細かに決まっています。それらを7階層に分けたのが、OSI基本参照モデルです。

チータくん
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基本的には、この第1階層から第7階層まで全てを組み合わせることによって、コンピューター同士のコミュニケーションが成立するようになっています。

OSI基本参照モデル

階層OSI参照モデル役割
上位層第1層アプリケーション層どのようなサービスを提供するのか
第2層プレゼンテーション層データはどのような形式にするのか
第3層セッション層通信の開始から終了までどう管理するのか
下位層第4層トランスポート層通信の信頼性はどう確保するのか
第5層ネットワーク層ネットワーク同士をどう中継するのか
第6層データリンク層同一ネットワーク内でどのように通信するのか
第7層物理層物理的にどのように繋ぐのか


TCP/IP

TCP/IPとはインターネットなどで一般的に使われるプロトコルで、TCP「Transmission Control Protocol」とIP「Internet Protocol」を組み合わせたもです。

チータくん
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TCP/IPを使うネットワークでは、通信をパケットという形にして通信路に流します。

TCP/IPの階層モデル

TCP/IPにおける階層モデルは4階層から構成されています。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ーフェース層の4つです。ネットワークインターフェース層は単にネットワークアクセス層とも呼ばれています。 OSI参照モデルとTCP/IP階層モデルの対応は以下のようになっています。

TCP/IPの階層モデルにおけるアプリケーション層は、OSI参照モデルのアプリケーション層、プレゼンテーション層、セッション層に相当します。   

TCP/IPのトランスポート層はOSI参照モデルにおけるトランスポート層に相当して、TCP/IPの階層モデルのインターネット層はOSI参照モデルのネットワーク層に相当して、ネットワークインターフェース層は、OSI参照モデルのデータリンク層と物理層に相当します。

OSI参照モデルTCP/IPの階層モデルTCP/IPプロトコル
アプリケーション層アプリケーション層HTTP,SMTP,POP3,FTP,SSH,RIP,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,ARP,ICMP,OSPF
データリンク層ネットワーク
インターフェース層
Ethernrt,PPP
物理層

パケットとは通信データを小さく分割した一塊のことです。

パケットには「送信元IPアドレス」「宛先IPアドレス」「ポート番号」などがヘッダ情報として付加されています。

なぜわざわざ分割して流すのかというと、通信路上を流せるデータ量は有限だからです。

チータくん
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例えば100BASE-TXのネットワークですと、1秒間に流せる量は100Mbitまでと決まっています。

仮に500MBのデータをそのまま流してしまうと、

500MBは500×8=4000Mbitなので

40秒間(4000M÷100M=40s)は他のデータを流せなくなります。

参考書籍

キタミ式イラストIT塾 基本情報技術者 令和03年
令和03年 イメージ&クレバー方式でよくわかる 栢木先生の基本情報技術者教室 情報処理技術者試験
令和03年 基本情報技術者 合格教本 情報処理技術者試験

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