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OSI参照モデル7階層とTCP/IPプロトコル完全攻略|ネットワーク構造徹底解説

公開: 2026-08-25更新: 2026-08-26
基本情報技術者試験で頻出のOSI基本参照モデル7階層とTCP/IPプロトコルの対応関係、3ウェイハンドシェイク、TCPとUDPの違いを徹底解説。

ネットワークの基本構造である「OSI基本参照モデル7階層」と「TCP/IPプロトコルスタック」を整理します。

1. OSI基本参照モデル7階層と対応プロトコル

階層

レイヤー名

主な役割

代表的プロトコル・機器

L7

アプリケーション層

ユーザー向けアプリケーション固有の通信規定

HTTP, DNS, SMTP, POP3, SSH, FTP

L6

プレゼンテーション層

データ表現形式(文字コード、暗号化、圧縮)の統一

ASCII, UTF-8, JPEG, SSL/TLS

L5

セッション層

通信の開始・維持・終了(セッション対話管理)

RPC, NetBIOS

L4

トランスポート層

エンドツーエンドの信頼性確保・ポート番号識別

TCP, UDP(L4スイッチ)

L3

ネットワーク層

IPアドレスに基づくエンド間ルーティング・パケット配送

IP, ICMP, ARP(ルータ、L3スイッチ)

L2

データリンク層

同一ネットワーク内(LAN)でのMACフレーム転送

Ethernet, PPP(スイッチングハブ、ブリッジ)

L1

物理層

電気信号・光信号・コネクタ形状の物理的規定

UTPケーブル、光ファイバ(リピータハブ)

2. TCP vs UDP と 3ウェイハンドシェイク

  • TCP(信頼性重視): コネクション型。SYN → SYN/ACK → ACK の3ウェイハンドシェイクで接続を確立し、シーケンス番号とACKで到達確認と順序制御を行う。
  • UDP(リアルタイム性重視): コネクションレス型。確認応答を行わず高速に送信(VoIP、動画配信、DNS問合せ)。

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