TCP/IPとは – ネットワークの基礎知識

ネットワークのきほん

ネットワークの基礎知識としてTCP/IP通信はとても重要です。普段一般的に使用しているLANやインターネットの多くでは同じ種類のプロトコルが利用されてます。それらの標準的なプロトコル群を、TCP/IP と呼びインターネットを含めた多くのネットワークで使われています。

TCP/IP は世界中で最も使われている通信モデルの基礎

TCP/IPは現在のネットワークやインターネットで使われている最も標準的なプロトコル群を組み合わせた通信手段。 TCP/IP で代表的な2つのプロトコル TCP と IP を名前にしてティーシーピーアイピーと呼びます。

TCP は信頼性の高い通信の仕組みを提供するプロトコル、IP はネットワーク上の通信相手に届く仕組みを提供するプロトコルです。

ちなみにプロトコルとは、英語で書くと「Protocol」で規約を意味します。異なる機器間で通信データを理解するために必要な、共通の仕組みや方法を定義した通信規約のことです。この共通のルールに従って通信をすることで異なる機器間で通信することが可能になっています。

TCP/IP 階層モデルの基礎

TCP/IP では4つの階層に分けられています。アプリケーション層、トランスポート層、インターネット層、ネットワークインターフェース層に分けられ、それぞれの各層に該当する主なプロトコルは以下のようになっています。

ネットワーク TCP/IP 階層別 プロトコル
TCP/IP 階層モデル

TCP/IP4つの階層の役割

順番にアプリケーション層からネットワークインターフェース層までそれぞれの層で各プロトコルが必要な情報を付与してネットワークに送り出します。

インターネットで最もよく利用されるWeb(HTTP)を例にすると、見たいページの情報を相手に知らせる URL を HTTPのデータにして、トランスポート層ではTCP、インターネット層ではIP、というふうに順に各プロトコルが必要な情報を付与していきます。

ネットワーク TCP/IP 階層別役割
TCP/IP 4階層

受信した側では、逆にネットワークインターフェースから順に上位層に受け渡しされて、それぞれの同じ層で情報を確認して取り外し、最終的に元のデータの形に戻ります。

TCP/IP階層モデルのそれぞれの層の基礎知識と役割は以下で説明します。

アプリケーション層

Webやメールなどアプリケーションサービスごとにプロトコルが存在しています。各プロトコルはアプリケーションのデータをネットワークに適したデータ形式に整形したり、アプリケーションが理解できる形式に戻したりします。

トランスポート層

通信データを問題なく送受信するための制御を行います。サービスを識別する情報も管理します。

TCPとUDPのプロトコルがあります。

TCPは通信の開始や終了、通信時のエラーがないか、問題があれば再送など、通信相手と一つ一つ確認を行いながら進めるため高い信頼性が要求されるサービスに利用されます。

対してUDPでは通信相手に確認せずに一方的に送信するため信頼性は低いですが、効率よく転送できるため遅延の影響を受けやすい動画や音声などのサービスで多く利用されます。

またTCPとUDPではアプリケーション層のプロトコルを識別するためのポート番号を管理します。

インターネット層

異なるネットワーク間でも通信相手まで迷わずデータを届けるための情報を管理しています。

代表的なものはIPです。IPは通信端末に IPアドレスを使って、通信相手を特定してデータを届ける仕組みを提供します。IPアドレスを利用することでインターネット上のような巨大なネットワークでも迷うことなく宛先まで届き問題なく通信することが可能になっています。

ネットワークインターフェース層

同一のネットワーク内にいる通信機器がやりとりするための情報を管理します。また物理的なコネクタや電気信号の仕様などを定義しています。

代表的なイーサネットでは通信端末に付与されている MAC アドレスを使って、隣接する端末機器を特定して通信する仕組みを提供します。

参照リンク

OSI参照モデルとは – 7つのレイヤー(層)と役割

TCPとUDPのはたらき – 基本動作の仕組み

TCPヘッダのフォーマットとサイズの基本

UDPヘッダのフォーマットとサイズの基本



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