【OSI参照モデル】カプセル化と非カプセル化を解説

今回は、ＯSI参照モデルの層と層の間でどのようにデータが受け渡されるのかを解説します。


キーワードはカプセル化と非カプセル化です！

OSI参照モデルって何？というかたはまずはこちらの記事をご覧ください。

どのようにデータが受け渡されるのか

コンピュータＡからコンピュータＢにメールを送ることを考えてみましょう。

まずコンピュータＡでメールソフトを起動しメールの本文を入力します。

このとき入力したメールの本文がコンピュータＢに送りたい「データ」となります。

メールの本文が「データ」

アプリケーション層

まずアプリケーション層のプロトコルがこの「データ」に「ヘッダ」と呼ばれるものを付加します。


荷物を誰かに送る時のことを考えてみてください。


「データ」を荷物とすると「ヘッダ」は荷物に貼り付ける荷札のイメージです。


「データ」だけだとその「データ」を

・誰に送ったらよいか？
・どのように処理したらよいか？

がわかりません。


「ヘッダ」（荷札）をつけることで「誰に送ったらよいか？」「どのように処理したらよいか？」を分かるようにしているのです。


アプリケーション層のプロトコルで付加される「ヘッダ」を「Ｌ７ヘッダ」といいます。

アプリケーション層のプロトコルは、アプリケーション層の直下の層であるプレゼンテーション層のプロトコルに「データ」（荷物）に「Ｌ７ヘッダ」（荷札）を付けたものを渡します。

プレゼンテーション層

アプリケーション層のプロトコルから「Ｌ７ヘッダ」つき「データ」（メールの本文）を受け取ったプレゼンテーション層のプロトコルは、これに「Ｌ６ヘッダ」を付加して、プレゼンテーション層の直下の層であるセッション層のプロトコルに渡します。


「Ｌ７ヘッダ」つき「データ」 （メールの本文） がプレゼンテーション層にとっての「データ」となります。

「データ」（メールの本文）に「L７ヘッダ」がつけられたものが、プレゼンテーション層にとっての「データ」となります。

カプセル化

このように上位の層から下位の層に「ヘッダ」を付加しながら「データ」を受け渡していきます。


「ヘッダ」を付加することを「カプセル化」といいます。


「データ」である荷物を「ヘッダ」である荷札でつつみこむ（カプセル化する)イメージです。


OSI参照モデルの下から２番目の層であるデータリンク層でのカプセル化が終われば、コンピュータＢに送るための「データ」が完成します。


この完成した「データ」のことを「フレーム」と呼びます。

この「フレーム」を「物理層」に渡します。


「フレーム」を受け取った「物理層」は、「フレーム」を電気信号や光信号や電波信号に変換してケーブルに流し込みます。

便宜的にケーブルと記載していますが、
無線での通信の場合は物理的なケーブルは存在しません。
無線での通信の場合は電波のことをケーブルと考えてください。

そして、ケーブルを伝わって電気信号や光信号や電波信号が「コンピュータＢ」に届きます。


下図は「カプセル化」の様子を表しています。

画像をクリック（タッチ）することで拡大表示できます。

非カプセル化

つぎにメールを受信するコンピュータＢの処理を見ていきます。


コンピュータＢはケーブルを伝わってきた電気信号・光信号・電波信号を受信します。


物理層のプロトコルが電気信号・光信号・電波信号を「フレーム」に変換してデータリンク層のプロトコルに渡します。


データリンク層は「フレーム」の「Ｌ２ヘッダ」を参照してデータリンク層での処理を行います。


「ヘッダ」は「データ」をどう処理するべきかの情報がかかれた荷札でしたね。


データリンク層のプロトコルは「Ｌ２ヘッダ」を参照することで「データ」をどう処理したらよいかがわかります。


データリンク層のプロトコルは、処理が終わると「フレーム」から「Ｌ２ヘッダ」を取り除いてすぐ上の層であるネットワーク層に渡します。


このように下位の層から上位の層に「ヘッダ」を取り除きながら「データ」を受け渡していきます。


「ヘッダ」を取り除くことを「非カプセル化」といいます。


最終的にアプリケーション層のプロトコルの処理が終わり「Ｌ７ヘッダ」が取り除かれて処理が完了します。


これで、もともとの「データ」（メールの本文）を「コンピュータＢ」で読むことができるようになりました！


下図は「非カプセル化」の様子を表しています。

画像をクリック（タッチ）することで拡大表示できます。


以上が、ＯSI参照モデルの層と層の間でのデータの受け渡し方です。

最後まで読んでいただきありがとうございました！