OSI参照モデルとは、インターネットなどの通信の流れを、7つの役割に分けて整理した考え方です。
かんたんに言うと、スマホやパソコンがデータをやり取りするときの流れを、順番に分けて理解しやすくするための「見取り図」のようなものです。
ここでいう通信とは、スマホやパソコンが、文字、画像、動画、メールの内容などをやり取りすることです。
ふだんWebサイトを見るとき、画面の裏では多くの処理が行われています。OSI参照モデルを知ると、その通信の流れを整理して考えやすくなります。
ほかのIT用語も知りたい方は、初心者向けのIT用語辞典もあわせてご覧ください。
OSI参照モデルとは？かんたんに言うと通信の流れを7つに分けた考え方
OSI参照モデルとは、通信の仕組みを7つの層に分けて考えるためのモデルです。
層とは、役割ごとに分けた段階のことです。たとえば、荷物を送るときに「荷物を用意する」「宛先を書く」「配送する」と分けて考えるようなものです。
ITの通信でも、データを作る、相手まで届ける、正しく受け取るなど、いくつもの役割があります。
OSI参照モデルでは、それらを7つに分けて整理します。
OSI参照モデルがあると何が分かりやすくなる？
OSI参照モデルがあると、通信のどこで何が行われているのかを分けて考えられます。
たとえば、ネットにつながらないときでも、ケーブルの問題なのか、住所にあたる情報の問題なのか、アプリ側の問題なのかを整理しやすくなります。
初心者がすべてを細かく覚える必要はありません。
まずは「通信にはいくつかの役割があり、それを7つに分けたもの」と考えれば十分です。
OSI参照モデルの7層一覧
OSI参照モデルは、下から上に向かって第1層から第7層まであります。
下の層ほどケーブルや電波などの通信の土台に近く、上の層ほどアプリや人が使う画面に近くなります。
| 層 | 名前 | 主な役割 |
|---|---|---|
| 第7層 | アプリケーション層 | Webサイトやメールなど、アプリに近い通信を扱う |
| 第6層 | プレゼンテーション層 | データの形を整える |
| 第5層 | セッション層 | 通信の始まりや終わりを管理する |
| 第4層 | トランスポート層 | データを正しく届けるための管理をする |
| 第3層 | ネットワーク層 | 相手までの道すじを決める |
| 第2層 | データリンク層 | 同じネットワーク内の機器へデータを届ける |
| 第1層 | 物理層 | ケーブルや電波で信号を送る |
この7つを使って、通信の流れを役割ごとに見ていきます。
第1層：物理層とは？ケーブルや電波でデータを送る部分
物理層とは、ケーブルや電波を使って、データの元になる信号を送る部分です。
LANケーブル、Wi-Fiの電波、光回線などが関係します。
かんたんに言うと、通信の「通り道」そのものに近い部分です。
たとえば、ケーブルが抜けている、Wi-Fiの電波が弱いといった問題は、物理層に近い話です。
第2層：データリンク層とは？近くの機器同士でデータを届ける部分
データリンク層とは、同じネットワークの中で、機器から機器へデータを届けるための部分です。
ネットワークとは、スマホやパソコンなどの機器がつながっている状態のことです。家や学校、会社の中のWi-Fiも、ネットワークの一つです。
データリンク層では、MACアドレスという情報が使われます。
MACアドレスとは、ネットワーク機器に付けられた番号のようなものです。
家の中や会社の中など、近くにある機器を見分けるために使われます。IPアドレスが「ネット上の住所」なら、MACアドレスは「機器そのものを見分ける番号」に近いです。
第3層：ネットワーク層とは？宛先までの道を決める部分
ネットワーク層とは、データをどの道で相手まで届けるかを決める部分です。
ここでは、IPアドレスという情報がよく使われます。
IPアドレスとは、ネット上の住所のようなものです。パソコンやスマホ、サーバーなどを見つけるために使われます。
サーバーとは、Webページやファイルなどを、ほかの機器に届けるコンピューターのことです。
ルーターは、このネットワーク層に深く関係します。
ルーターとは、通信の行き先を見て、次にどこへ送るかを決める機器です。家庭にあるWi-Fiルーターも、この役割を持っています。
第4層：トランスポート層とは？データをきちんと届けるための部分
トランスポート層とは、データを相手にきちんと届けるための管理をする部分です。
データは、一度にまとめて送られるとは限りません。小さく分けて送られることがあります。
トランスポート層では、そのデータが正しい順番で届くようにしたり、必要に応じて送り直したりします。
ここでは、TCPやUDPという仕組みがよく出てきます。
TCPは、正しく届くことを重視する通信です。Webページの表示やメールなどでよく使われます。
UDPは、速さを重視する通信です。動画配信や音声通話などで使われることがあります。
初心者は、まず「TCPは正しく届けることを重視する」と覚えれば十分です。
第5層：セッション層とは？通信の始まりと終わりを管理する部分
セッション層とは、通信の始まりや終わりを管理する部分です。
セッションとは、かんたんに言うと「通信しているひとまとまりのつながり」です。
たとえば、Webサービスにログインしてから、使い終わってログアウトするまでの一連のつながりをイメージすると分かりやすいです。
ITの通信では、どの通信が始まり、どこまで続き、いつ終わるのかを管理する考え方があります。
第6層：プレゼンテーション層とは？データの形式を整える部分
プレゼンテーション層とは、データの形を整える部分です。
文字、画像、音声などは、そのままではコンピューター同士で分かりやすく扱えないことがあります。
そのため、データの形式を変えたり、圧縮したり、暗号化したりします。
圧縮とは、データの大きさを小さくすることです。
暗号化とは、他の人が中身を読み取りにくい形に変えることです。
第7層：アプリケーション層とは？人が使うアプリに近い部分
アプリケーション層とは、Webサイト、メール、チャットなど、人が使うアプリに近い部分です。
ブラウザでWebページを見る、メールを送る、ファイルを送るといった操作に関係します。
ここでは、HTTPやHTTPSなどの言葉が出てきます。
HTTPは、Webページを見るための通信の決まりです。HTTPSは、その通信を暗号化して、より安全にやり取りするための仕組みです。
OSI参照モデルを身近な例で考えると？
OSI参照モデルは、荷物を送る流れに例えると分かりやすくなります。
まず、送りたい荷物を用意します。次に、宛先を書き、配送ルートを決め、トラックや道路を使って相手に届けます。
このように、荷物を送るにもいくつかの役割があります。
通信でも同じです。Webページのデータやメールの内容が、そのまま相手に届くわけではありません。
データは、送るための形に整えられ、宛先を付けられ、通信の道を通って相手に届きます。
OSI参照モデルは、その通信の流れを7つの役割に分けて整理したものです。
OSI参照モデルとカプセル化の関係
OSI参照モデルを理解するときに、カプセル化という考え方も知っておくと便利です。
カプセル化とは、データを送るときに、各層で必要な情報を少しずつ付け足していくことです。
荷物を送るときに、中身を箱に入れ、宛名を書き、送り状を付ける流れに近いです。
ITの通信でも、データに宛先や届け方の情報を付けながら、相手に送れる形にしていきます。
初心者の段階では、「データに必要な情報を付け足しながら送る」と考えれば十分です。
OSI参照モデルの覚え方
OSI参照モデルは、下から順番に覚えると理解しやすいです。
下から上に向かって、「通信の土台から、人が使うアプリへ近づく」と考えると分かりやすくなります。
| 順番 | 層の名前 | 覚え方のイメージ |
|---|---|---|
| 第1層 | 物理層 | まず通り道が必要 |
| 第2層 | データリンク層 | 近くの機器へ届ける |
| 第3層 | ネットワーク層 | 遠くの相手までの道を決める |
| 第4層 | トランスポート層 | 正しく届くように管理する |
| 第5層 | セッション層 | 通信の始まりと終わりを管理する |
| 第6層 | プレゼンテーション層 | データの形を整える |
| 第7層 | アプリケーション層 | 人が使うアプリに近い |
試験対策では、語呂合わせで覚える方法もあります。
ただし、意味が分からないまま覚えると忘れやすくなります。
まずは「物理層はケーブルや電波」「ネットワーク層はIPアドレス」「アプリケーション層はWebやメールに近い」といった大きな役割から押さえましょう。
OSI参照モデルとTCP/IPモデルの違い
OSI参照モデルと似た言葉に、TCP/IPモデルがあります。
TCP/IPモデルとは、現在のインターネットでよく使われる通信の考え方です。
OSI参照モデルは7つの層で整理します。一方、TCP/IPモデルは、4つの層で説明されることが多いです。
| 項目 | OSI参照モデル | TCP/IPモデル |
|---|---|---|
| 層の数 | 7層 | 4層で説明されることが多い |
| 目的 | 通信を学びやすく整理する | 実際のインターネット通信を説明する |
| 使われ方 | 学習や説明でよく使われる | 実際の通信の説明でよく使われる |
初心者は、まずOSI参照モデルで通信の役割を理解するとよいです。
そのあとでTCP/IPモデルを学ぶと、実際のインターネット通信との関係が分かりやすくなります。
現場では、通信の問題を説明するときに「レイヤー2の問題」「レイヤー3の問題」のように、OSI参照モデルの層で表すことがあります。
レイヤーとは、層のことです。レイヤー2は第2層、レイヤー3は第3層を指します。
一方で、実際のインターネット通信は、TCP/IPモデルで説明されることが多いです。
つまり、OSI参照モデルは通信を整理して考えるための地図、TCP/IPモデルは実際のインターネットを説明するときによく使う考え方、と見ると分かりやすいです。
OSI参照モデルで使われる主なプロトコルの例
プロトコルとは、通信するときの決まりごとのことです。
人が会話するときに、同じ言葉やルールが必要なように、コンピューター同士の通信にも決まりが必要です。
| 層 | 関係する例 | かんたんな説明 |
|---|---|---|
| 第7層 アプリケーション層 | HTTP、HTTPS、SMTP | Webページやメールなどで使われる |
| 第4層 トランスポート層 | TCP、UDP | データの届け方を管理する |
| 第3層 ネットワーク層 | IP | 宛先までの道を決める |
| 第2層 データリンク層 | Ethernet | 有線LANなどで使われる通信の決まり |
SMTPとは、メールを送るときに使われる通信の決まりです。
Ethernetは「イーサネット」と読みます。有線LANでよく使われる通信の決まりです。
すべてを覚える必要はありません。
まずは、Webページを見るときはHTTPやHTTPS、相手まで届けるときはIP、正しく届ける管理にはTCPが関係すると考えると分かりやすいです。
OSI参照モデルとネットワーク機器の関係
OSI参照モデルは、ネットワーク機器を理解するときにも役立ちます。
機器によって、主に関係する層が違います。
| 機器 | 主に関係する層 | 役割 |
|---|---|---|
| リピーター | 第1層 物理層 | 弱くなった信号を整えて、遠くへ届けやすくする |
| ハブ | 第1層 物理層 | 複数の機器をつなぐ |
| スイッチングハブ | 第2層 データリンク層 | 同じネットワーク内で、宛先を見て通信を送る |
| ルーター | 第3層 ネットワーク層 | 別のネットワークへ通信を送る |
| ファイアウォール | 複数の層に関係する | 通信を見張り、必要に応じて通す・止める |
ハブとは、ネットワーク用の機器をつなぐための装置です。USBハブとは用途が違います。
スイッチングハブとは、通信の行き先を見て、必要な場所へ送るネットワーク機器です。
ファイアウォールとは、通信を見張る仕組みです。必要な通信は通し、あやしい通信は止める役割があります。
たとえば、ルーターはIPアドレスを見て、通信の行き先を判断します。
そのため、ルーターは第3層のネットワーク層と深く関係します。
L2スイッチとL3スイッチの違い
スイッチには、第2層を中心に動くL2スイッチと、第3層の機能も持つL3スイッチがあります。
L2スイッチの「L2」は、レイヤー2のことです。つまり、第2層のデータリンク層に関係するスイッチです。
L2スイッチは、同じネットワーク内の通信を整理します。
L3スイッチの「L3」は、レイヤー3のことです。つまり、第3層のネットワーク層に関係する機能も持つスイッチです。
L3スイッチは、ルーターのように別のネットワークへの通信も扱えます。
初心者は、まず「スイッチは第2層、ルーターは第3層に関係する」と覚えれば十分です。
OSI参照モデルで初心者が間違えやすい点
OSI参照モデルでは、初心者がつまずきやすい点がいくつかあります。
7層をすべて完璧に覚えようとする
最初から7層を完璧に覚える必要はありません。
まずは「下の層は通信の土台」「上の層はアプリに近い」と考えるだけでも理解が進みます。
OSI参照モデルを実際の通信そのものだと思う
OSI参照モデルは、通信を理解しやすくするための考え方です。
実際の通信が、いつもきれいに7つに分かれて動いているわけではありません。
IPアドレスとMACアドレスを同じものだと思う
IPアドレスは、ネット上の住所のようなものです。
MACアドレスは、ネットワーク機器そのものを見分ける番号のようなものです。
どちらも通信に使われますが、役割は違います。
TCP/IPモデルと混同する
OSI参照モデルは7層で通信を整理する考え方です。
TCP/IPモデルは、実際のインターネット通信を説明するときによく使われる考え方です。
どちらも通信を理解するためのものですが、分け方が違います。
OSI参照モデルは古い？今でも学ぶ意味はある？
OSI参照モデルは、現在のインターネット通信をそのまま表したものではありません。
そのため、「古い」「実務では使われていない」と言われることがあります。
ただし、通信の仕組みを学ぶための考え方としては、今でも役に立ちます。
ネットワークの問題を整理したり、機器の役割を理解したりするときに便利です。
実際の現場でも、「これは第2層の問題」「これは第3層の問題」のように、通信トラブルの場所を分けて考えることがあります。
ITパスポートや基本情報技術者試験などでも、ネットワークの基礎として出てくることがあります。
ITパスポートは、ITの基礎を問う国家試験です。基本情報技術者試験は、ITを仕事にする人向けの基本的な国家試験です。
OSI参照モデルに関するよくある質問
OSI参照モデルは何のために使うのですか？
OSI参照モデルは、通信の仕組みを分かりやすく整理するために使います。
どの部分で何が行われているのかを、役割ごとに分けて考えられます。
OSI参照モデルは必ず7層すべて覚える必要がありますか？
最初からすべてを正確に覚える必要はありません。
まずは、物理層、ネットワーク層、トランスポート層、アプリケーション層のように、よく出てくる層から覚えるとよいです。
OSI参照モデルとTCP/IPモデルはどちらを覚えればよいですか？
初心者は、まずOSI参照モデルで通信の役割を理解すると分かりやすいです。
そのあとにTCP/IPモデルを学ぶと、実際のインターネット通信との関係が見えやすくなります。
ルーターやスイッチはOSI参照モデルのどこに関係しますか？
ルーターは、主に第3層のネットワーク層に関係します。
スイッチングハブは、主に第2層のデータリンク層に関係します。
ただし、L3スイッチのように、第3層の機能を持つスイッチもあります。
パケットやフレームとは何ですか？
パケットやフレームとは、通信で送られるデータの呼び方です。
OSI参照モデルでは、層によってデータの呼び方が変わることがあります。
たとえば、第3層ではパケット、第2層ではフレームと呼ばれることがあります。
初心者は、まず「通信で送られる小さなデータのまとまり」と考えれば十分です。
カプセル化とは何ですか？
カプセル化とは、データを送るときに、必要な情報を少しずつ付け足していくことです。
荷物に宛名や送り状を付けるように、通信でも宛先や届け方の情報を付けて送ります。
OSI参照モデルはITパスポートや基本情報技術者試験に出ますか？
ネットワークの基礎として出ることがあります。
試験対策では、7層の名前と、それぞれの大まかな役割を押さえるとよいです。
まとめ：OSI参照モデルとは通信の仕組みを理解するための地図のようなもの
OSI参照モデルとは、通信の流れを7つの層に分けて整理した考え方です。
かんたんに言うと、ネットワーク通信を理解しやすくするための地図のようなものです。
下の層では、ケーブルや電波などの通信の土台を扱います。上の層では、Webやメールなど、人が使うアプリに近い通信を扱います。
OSI参照モデルを知ると、ネットワークの仕組みや通信トラブルの原因を整理しやすくなります。
実際のインターネット通信はTCP/IPモデルで説明されることが多いです。ただし、通信の役割を分けて考えるときには、OSI参照モデルが今でも役に立ちます。
まずは7層を丸暗記するよりも、それぞれの層が何を担当しているのかを大きく理解することが大切です。