レイヤー構造 - 通信用語の基礎知識

層構造のこと。

概要

ネットワーク経由でデータを送受信する場合、実際のデータをEthernetの回線を流せる状態にし、更に元に戻すような処理が必要になる。このソフト的な面とハード的な面は役割分担により完全に分離されていて、これをレイヤーと呼んでいる。

インターネットの場合、一般にUNIXの持つネットワークのレイヤーが使われるが、他にOSIの7階層モデルというものもある。ただ、いずれにしてもこのレイヤーの分け方は概念的なものであって、システムや考え方によりいくらか差が生じることになる。

このようにネットワークは何重もの層構造を持っていて、いわば入れ子の状態になっている。そして、各層は完全に独立し分離されている。そのため下位の層を交換しても、上位の層には影響が全くないという利点が生まれる。

例えば10BASE-Tで、TCP/IPやIPX/SPXなど様々なプロトコルが使えたり、またTCP/IPが10BASE2で使えたり10BASE-Tで使えたりするのである。

通信の流れ

データの送信の流れを追うと、次のようになる。

上位層

転送したいデータがある。

データ

トランスポート層

TCPヘッダーを付ける。

TCP

データ

ネットワーク層

IPv4ヘッダーを付ける。

TCP

データ

ここまでで、TCP/IP形式のパケットの完成である。

次に、これをEthernetに流せるように、下の層にてEthernetのMACアドレスなどを付したEthernetヘッダーを付ける作業を行なうことになる。

データリンク層

EthernetヘッダーとFCS(Frame Check Sequence)を付ける。

Ethernet

TCP

データ

FCS

FCSは、Ethernetのパケットが正しく届いているかを確認するためのデータで、4オクテット(32ビット)の長さがある。

ここまでで、Ethernet形式のパケットの完成である。この状態にして初めて回線上をパケットとして流すことができるようになる。

物理層

以上のようなデータになってから、電気信号や光パルスに変換されて、実際の10BASE-Tなどの回線に流される。

そして、目的とするマシンにパケットが到達したら、以上とは逆順にヘッダーが除去されて層を移り、元のデータを受け渡すことになる。

リンク