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概要

 通信相手との約束事の総称をプロトコルといいます。ここではネットワーク関連プロトコルについて述べます。計算機関連で別に暗号プロトコルもあります。(参照→暗号プロトコル)

 データ通信の規約を統一的に語るため、参照モデルを決めます。良く利用されるものに OSI (Open System Interconnection) 参照モデルがあります。ISOがOSI標準プロトコルを開発するために作りかけた者です。何らかの理由によりこの計画は中断し、良く知られた TCP/IP 等のプロトコルになりました。

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OSI参照モデル

 ISOが制定しつつあった、OSIプロトコルの参照モデルです。以下の様に7階層からなります。実は OSI プロトコルは現実には様々な理由から中断され、以下の参照モデルだけが残りました。

 恐らく、一目見てわかる通りに仕様が大きすぎたことと、制定に時間がかかりすぎたことが直接の原因、 TCP/IP のような小回りの効く定義に先を越されてしまったのでしょう。

 変に凝っていたり、先を見越しすぎた仕様は、インターネットへはトライアンドエラーでつないでいこうという「ボトムアップの文化」にそぐわないのでしょうね。

第7層 アプリケーション層 アプリケーション間のデータ交換について。
第6層 プレゼンテーション層 データ表現方法や暗号化について。
第5層 セッション層 セッション開始から終了までの手順について。
第4層 トランスポート層 仮想的な通信路について。
第3層 ネットワーク層 ネットワーク上のコンピュータ間の通信方法について。
第2層 データリンク層 より低次なコンピュータ間のデータ伝送について。
第1層 物理層 信号線や情報伝達の媒体や符号変調について。

 下へ行くほど物理的な通信路に近づきます。

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TCP/IP

 インターネット標準のプロトコルです。以下の4層からなります。OSI プロトコルが最終的には実用化されず、こちらが主流になりました。

アプリケーション層

FTP,SMTP,HTTP 等アプリケーションレベルのサービス

(OSI参照モデル-セッション層以上に相当)

トランスポート層

TCP や UDP の通信取り決め

(OSI参照モデル-トランスポート層に相当)

インターネット層

ネットワーク上のコンピュータ間の通信方法

(OSI参照モデル-ネットワーク層に相当)

ネットワークアクセス層

より低次なコンピュータ間のデータ伝送

(OSI参照モデル-データリンク層以下に相当)

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コネクション型

コネクションレス型

 コネクション確立までにハンドシェイクをするプロトコルをコネクション型プロトコルといいます。ハンドシェイクは制御情報をやり取りする手順のことです。 反対にコネクションレス型プロトコルは、ハンドシェイク無しに直接データを送信するプロトコルです。

 電話が通じたとき、「今ちょっといいですか?」とか「忙しそうなので後で掛けなおします。」という確認をし合えばコネクション型プロトコルといえます。前置き無しに要件に入るのはコネクションレス型プロトコルです。

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IP(internet protocol)

 IP(internet protocol) はインターネット用のパケット交換を提供する、コネクションレス型プロトコルです。詳細は RFC791 に規定されています。IPは、より上位のプロトコル TCP や UDP が与えるデータをパケットサイズのデータグラムと呼ばれる断片に切り出し、断片ごとに送信相手に伝えます。

 通信の単位はパケットとなり、パケットはパケットヘッダとデータグラムの組として表されます。 パケットの送付先と発送元はパケットヘッダ内にIPアドレスとして記入されます。IPアドレスは長い間32Bit で利用されてきましたが、 最近では 128Bit に拡張されようとしています。(参照→IPv6)

 上記は IPv4 のヘッダです。アドレスは送信元(Source Address) 宛先(Destination Address) 共に 32 Bit です。

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