【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エンジニアのナガです 。

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。


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?」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。

ナガ

L7ヘッダ の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」(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。

ナガ

L6ヘッダ の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。

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。

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

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