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通信プロトコルTCP/IP入門とは?階層モデル・読み方もわかりやすく解説!

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

 




 

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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通信プロトコルについて詳しく知りたい方必見

 

もし、通信プロトコルをもっと詳しく知りたい方は「通信プロトコルとは?種類(https等)を一覧でわかりやすく解説!」の記事もご覧下さい。

 

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。

 

  1. 複雑なネットワーク上の通信を単純化できるからです。
  2. 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

最後まで読んで頂きまして、ありがとうございました。

 

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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

 

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