押さえておきたいWeb知識 
Web知識を知っている人
ネットワークを勉強していると「TCP/IPとは何?」、「TCP/IPの階層モデルとは何?」と疑問に思われる方もいるかと思います。
このページのテーマは「TCP/IP」に関することです。
私たちが普段利用しているコンピューターはTCP/IPという通信プロトコルが使用されています。
TCP/IPとは、インターネットを含む多くのコンピュータネットワークにおいて、世界標準的に利用されている通信プロトコルのことです。
TCP/IPは私たちの生活を支えている重要な技術ですが、全体像を理解することが難しいのが現状です。
TCP/IPをしっかりと理解することでネットワークの技術の基礎を学ぶことができます。
このページではTCP/IPという通信プロトコルを入門者向けに解説しています。
それでは一緒に学んでいきましょう。
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Web知識を知っている人
目次
TCP/IPとは?
私たちが身近に使用しているインターネットは生活に必要不可欠なものになってきています。
このインターネットを支えているのがTCP/IPという通信プロトコルです。
TCP/IPとはTransmission Control Protocol/Internet Protocolの略で、インターネット上で様々なサービスを利用するための決まり事です。
TCP/IPの読み方は「てぃーしーぴー・あいぴー」です。
インターネット接続が可能な媒体（コンピューター、スマートフォン、テレビ等）はすべてTCP/IPの通信プロトコルで行われています。
TCP/IPはいわば、コンピューターネットワークの共通言語となっています。
「TCP/IP」という名前からTCPとIPの2つのプロトコルで通信しているように見えますが、すべての通信プロトコルの総称になっています。
TCP/IPには、HTTP、SMTP、POP、FTP等の様々な通信プロトコルが存在しています。
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Web知識を知っている人
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TCP/IPの階層モデル
TCP/IPは機能毎に階層を4つに分けて、ネットワーク上で通信を行っています。
各階層が役割を分担しており、各階層のプロトコルを組み合わせてデータを送信しています。
4つの階層に分ける2つの理由
なぜ、4つの階層に分けるのでしょうか。理由は2つあります。
- 複雑なネットワーク上の通信を単純化できるからです。
- 各階層が他の階層から独立したものとして扱うことができ、各階層の変更が他の階層に影響を及ぼさないからです。
TCP/IPの階層モデル
このような理由からTCP/IPは階層化され、各階層の通信プロトコルの仕様を決めていきました。上記はTCP/IPの階層モデルとデータの流れの図です。
データ送信をする時、アプリケーション層（レイヤー4）からネットワークインターフェース層（レイヤー1）を通っていきます。
一方、データ受信をする時、ネットワークインターフェース層（レイヤー1）からアプリケーション層（レイヤー4）を通っていきます。
TCP/IPの階層モデルは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階層に分かれています。
それでは各階層の役割を見ていきましょう。
アプリケーション層
アプリケーション層はアプリケーションが通信機能を使用する時の決まり事が定められています。
私たちが頻繁に利用しているWebサイト、電子メール等のサービスはアプリケーション層に属しています。
アプリケーション層に該当する通信プロトコルにHTTP、SMTP、POP3、FTP等が挙げられます。
使用する通信プロトコルはアプリケーション毎で異なっており、WebページのアクセスならHTTP、電子メールの送受信ならSMTPやPOP3、ファイル転送ならFTPを使用しています。
トランスポート層
トランスポート層はデータを送信するための決まり事が定められています。
つまり、データをどのポート番号に送るかがトランスポート層の役割になっています。
ポート番号はどのアプリケーションで処理するかを決めるための番号です。
トランスポート層に該当する通信プロトコルに正確性重視のTCP、速度重視のUDPが挙げられます。
TCP、UDPのどちらを使用するかはアプリケーション層の指示によって異なります。
インターネット層
インターネット層はインターネット通信に関する決まり事が定められています。
つまり、インターネット内でデータを転送する必要があるので送信元のIPアドレスと送信先のIPアドレスが必要になります。
インターネット層に該当する通信プロトコルにIP、ICMPが挙げられます。
ネットワークインターフェース層
ネットワークインターフェース層は同一ネットワーク上での通信、機器に関する決まり事が定められています。
つまり、同じネットワークに接続された複数のコンピューターの中から送信対象のコンピューターを選ぶ機能とデータを電気信号に変換する機能が定められています。
ネットワークインターフェース層に該当する通信プロトコルにイーサネット、PPPが挙げられます。
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Web知識を知っている人
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Web知識を知っている人
ポイント
Web知識を知っている人
今回のポイントは以下の通りです。
- TCP/IPはインターネット上で様々なサービスを利用するための通信プロトコルです
- TCP/IPは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つに分かれており、階層毎に役割が分かれています
