IT業界初心者向けにOSI参照モデル「レイヤー1」の概要をわかりやすく解説

基礎
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OSI参照モデルをざっくり説明すると?

OSI参照モデルとは、ISO(国際標準化機構)によって提唱された、データ通信規格の標準化のためのモデルのことです。なぜ標準化が必要かというと、各メーカーが独自の規格やプロトコルを使用したのでは、互換性がなく互いにデータ通信ができないからです。
インターネットの世界には無数のコンピュータや機器が存在し、それぞれが全く異なるメーカー(NEC、東芝、Cisco、etc)で製造されたものですから、標準化なくしてインターネットの世界を作り上げることはできません。標準化によっていわば共通のルールを作ることで、OSやハードウェアの違いに依らず、異なるメーカーのコンピュータ・通信機器間でもデータ通信が可能になるのです。

ですが実を言うと、このOSI参照モデルは普及せず、国際標準化は成し遂げられませんでした。その代わりに、TCP/IPがインターネットでの事実上の標準(デファクトスタンダード)になりました。それでもなお、その理解のしやすさからOSI参照モデルは今でもデータ通信の説明によく用いられます。

このOSI参照モデルは7つのレイヤー(層)で構成され、下から順にレイヤー1、レイヤー2、・・・・、レイヤー7と呼ばれます。データ通信を実現するための手順・段取り・ルールを7分割しているのです。そして「層」というからには、順番があります。何にしても、手順は大事ですよね。料理で例えてみると、カレーを作るためにも手順は必要です。

カレー作りの手順

➀スーパーで食材を調達
②ジャガイモやニンジンや肉を切る
③フライパンで炒める
④水を入れて中火で10分煮込む
⑤いったん火を止めカレールーを入れてさらにもう10分弱火で煮込む
⑥お皿にご飯を盛る
⑦ご飯にカレーをかけて完成


このように1つ1つ、順番に手順を踏むことで初めてカレーが完成します。順番を入れ替えたらカレーは完成しません。例えば、②からスタートしたらカレー作りは頓挫します。食材がないのですから。
データ通信も同じです。レイヤー1~7までの全ての手順を順番に実行することで、アプリケーション間のデータ通信が実現するのです。

そしてこの記事では、最下層のレイヤー1についてその基礎をご説明します。

【Memo】
OSI:Open Systems Interconnection(オーエスアイ)
ISO:International Organization for Standardization(アイソ、アイエスオー、イソ)
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レイヤー1の役割

レイヤー1は物理層とも呼ばれ、コンピュータの扱うビットを電気・光・電波などの信号に変換し、伝送路を伝わってデータ通信先のコンピュータまで運ぶ部分を規定しています。伝送路は、有線であればUTP(銅線)ケーブルや光ファイバーケーブル等があります。無線であれば空気であり、電波という形で信号が伝送されることになります。

コンピュータの扱うビットを信号に変換する部分はインターフェイス、NICが担います。(NICについてはこちらでも解説しています。)つまり、NICがビットを受け取って伝送路(伝送媒体)にふさわしい形の信号に変換し、送り出すのです。通信先のコンピュータでは、逆にNICが信号を受けとりコンピュータが扱えるビットに変換します。NICは通常、コンピュータに内臓されています。例えば今皆さんがお使いのPCの内部にも、NICは内臓されているはずです。このNICのおかげで、有線や無線(Wi-Fi)によるインターネット接続が可能になっているのです。

コンピュータ(アプリケーション)がデータを送信する際には、レイヤー7から順に手順をこなしていきます。つまり、レイヤー1は、レイヤー7~2までデータ通信に必要な手順を順番に行った後、最後にコンピュータからデータを送り出す部分に関わります。レイヤー1がなければ、他のコンピュータにデータを届けることができない、すなわちデータ通信ができません。ブラジルにあるサーバーとのデータ通信で考えれば、地球の裏側へデータを届ける長い長い旅の門出を祝福する部分なのです。なんかロマンがありますね。

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