【OSI参照モデル】カプセル化と非カプセル化を解説

ネットワーク

こんにちは!nagaです!

「OSI参照モデル」や「TCP/IPモデル」では
「層」というものでプロトコルを分類していました。

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たいと思います!

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」について記載していますが考え方は「TCP/IPモデル」も同じです。

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。

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。

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「誰に送ったらよいのか」「どのように処理したらよいのか」がわかりません。

「ヘッダ」をつけることで「誰に送ったらよいのか」「どのように処理したらよいのか」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。

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、すぐ下の層であるプレゼンテーション層のプロトコルに
この「L7ヘッダ」つき「データ」を渡します。

プレゼンテーション層

「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とっての「データ」となります)に
「L6ヘッダ」を付加して、すぐ下の層であるセッション層のプロトコルに渡します。

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。

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に変換してケーブルに流し込みます。

そして、ケーブルを伝わって電気信号や光信号が「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・光信号を受信します。

物理層のプロトコルが電気信号・光信号を「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。
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。

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