TechBlog
株式会社i-Vinciの技術ブログ

こんにちは、最近一気に寒くなり布団が恋人の i-Vinci M です。
エンジニアになってから毎年学ぼうと思い毎回後回しにしてしまっていた
ネットワーク知識について最初の一歩を今年こそはと思い備忘録としてまとめました。

目次

• プロトコルと階層について
  • プロトコル
    1. プロトコルとは
    2. プロトコルの種類
  • OSI 基本参照モデルと TCP/IP 階層モデル
    1. OSI 基本参照モデルとは
    2. TCP/IP 4 階層モデルとは
    3. OSI 基本参照モデルと TCP/IP 4 階層モデルの違い
• アドレスについて
  1. IP アドレス
  2. MAC アドレス
  3. ARP
• まとめ

プロトコルと階層について

プロトコル

1. プロトコルとは

プロトコルとはコンピューター同士が通信をする際の手順や規約などの約束事。
例えば、普段の会話を想像して下さい。
一方が日本語を話し、もう一方は英語を話していると通じないと思います。
それを互いが日本語を話すことによりコミュニケーションができます。
このようにネットワークの世界でもコンピュータ同士が通信をするためには事前に約束事を定めておく必要があります。
この規約を整理したものがプロトコルです。

2. プロトコルの種類

ファイルを転送するプロトコルや Web サーバーとやりとりをするなどプロトコルには多種多様あります。
その中でいくつかピックアップして用途と共に以下に記載します。

OSI 基本参照モデルと TCP/IP 階層モデル

1. OSI 基本参照モデルとは

コンピューターが持つべき通信機能を階層構造に分割したモデルで、
異なるベンダー間で相互通信するための「ネットワーク・モデル」といわれる統一規格です。
以下の階層に分かれています。(今回はネットワークの足掛かりのため階層の細かい説明は省かせていただきます。)

2. TCP/IP 4 階層モデルとは

階層モデルの説明の前に TCP/IP について説明いたします。
TCP/IP とは、異なる OS（Operating System）や機器間の通信やり取りを成立させ、
インターネット・プロトコル・スイートとも呼ばれる標準的な通信規格です。
階層モデルとは TCP と IP によって構成されるプロトコル通信の階層モデルのことを呼びます。
TCP/IP 階層モデルは以下の 4 階層で成り立っています。

3. OSI 基本参照モデルと TCP/IP 4 階層モデルの違い

OSI 基本参照モデルは 7 層、TCP/IP 4 階層モデルは 4 層とここが大きな違いです。
また、実装面で効率的かつ現実的になっているのが TCP/IP 4 階層モデルです。

アドレスについて

ネットワークにおいてアドレスは通信相手を特定するための識別情報です。
通信相手を特定するためインターネット上の住所(IP アドレス)や機器の住所(MAC アドレス)が必要になります。
また、インターネット上の住所がどの機器の住所なのかを判別する仕組み(ARP)などを以下で説明します。

1. IP アドレス

TCP/IP においてコンピューターを識別するために割り当てられる番号のこと。
IP アドレスには以下の 2 種類があります。

2. MAC アドレス

パソコンやルーターなどのネットワーク機器に最初から割り振られている番号のこと。

3. ARP

ARP とは Address Resolution Protocol の略で、
ARP は、MAC アドレスを要求する「ARP リクエスト」と、要求に対して応答する「ARP リプライ」から成り立つ仕組みです。

ARP リクエスト

宛先の MAC アドレス情報を得るためネットワーク全体に IP アドレスの問い合わせをすること。

ARP リプライ

要求された IP アドレスが同じだった場合 MAC アドレスを送信元に応答を返すこと。

まとめ

普段当たり前に使用しているコンピューターネットワークについて、このブログを通して学ぶ足掛かりとなっていただけたら幸いです。

参考サイト・書籍

参考サイト

• プロトコルの基礎
• OSI 参照モデルとは？TCP/IP との違いを図解で解説
• 【初心者向け】IP アドレスとは？確認方法・調べ方もわかりやすく解説
• ARP(Address Resolution Protocol) とは – 概要と基本動作

参考書籍

• クラウド時代のネットワーク入門 要素技術、設計運用の基本、ネットワークパターン