【OSI参照モデル】カプセル化と非カプセル化を解説

ナガ

こんにちは!
IT系会社員のナガです

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非カプセル化です!

キーワード

・カプセル化
・非カプセル化

この記事で分かること

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がわかる

OSI参照モデルについてはこちらの記事をご参照ください。

目次(クリックで飛べます)

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。

ナガ

メールソフトはマイクロソフトのOutLookなどをイメージしてもらえばOKです!

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?」が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。

ナガ

Lは、英語のLayerからきています

Layerは層のことです

7は、アプリケーション層が
OSI参照モデルの下から数えて7つ目の層であることからきています

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」を受け取ったプレゼンテーション層のプロトコルは、
「L7ヘッダ」つき「データ」(これがプレゼンテーション層にとっての「データ」となります)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。

ナガ

6は、プレゼンテーション層が
OSI参照モデルの下から数えて6つ目の層であることからきています

「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。

ナガ

これは単なるデータの呼び方なのでそういうものだと思ってください

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。

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。

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。

ナガ

OSI参照モデルについて解説しましたが、
TCP/IPモデルでも同じです!

最後まで読んでいただきありがとうございました!

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この記事を書いた人

資格試験好き。IT系会社員です。
株式投資歴5年|プログラマー歴10年|データベーススペシャリスト|
ネットワークスペシャリスト|情報処理安全確保支援士(セキュリティスペシャリスト)|FP2級|簿記2級

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