OSI基本参照モデルとは？

OSI基本参照モデルの意味

ネットワーク通信の機能を7つの階層（レイヤ）に分けて整理したモデル。下位から順に、物理層・データリンク層・ネットワーク層・トランスポート層・セション層・プレゼンテーション層・アプリケーション層で構成される。

OSI基本参照モデルの具体例

ルータは主にネットワーク層（第3層）、スイッチ（ブリッジ）はデータリンク層（第2層）、リピータ・ハブは物理層（第1層）で動作する機器として整理される。

OSI基本参照モデルは試験でどう引っ掛けられる？

「物理・データリンク・ネットワーク・トランスポート・セション・プレゼンテーション・アプリケーション」の7層の順序と、各層で動作する機器・プロトコルの対応関係が頻出。

OSI基本参照モデルと関連する用語

• TCP/IPプロトコル群

OSI基本参照モデルが出た過去問

• 複数のLANを接続するために用いる装置で，OSI基本参照モデルのデータリンク層のプロトコル情報に基づいてデータを中継する装置はどれか。

  正解：ブリッジ

  要点：ブリッジは第2層のMACアドレスで中継を判断する

  OSI基本参照モデルの第2層（データリンク層）のアドレス、すなわちMACアドレスを見て中継するかどうかを判断する装置がブリッジである。同じセグメント内で完結する通信を他方へ流さないため、無駄なトラフィックを抑えられる。現在のスイッチングハブは、この機能を多ポート化したものと考えるとよい。

  出典：平成28年度 春期 基本情報技術者試験 午前 問32（IPA）

• OSI基本参照モデルのトランスポート層以上が異なるLANシステム相互間でプロトコル変換を行う機器はどれか。

  正解：ゲートウェイ

  要点：リピータ→ブリッジ→ルータ→ゲートウェイの順に上位層を扱う

  OSI基本参照モデルでは、中継機器がどの層まで解釈するかで役割が分かれます。ゲートウェイはトランスポート層より上位の内容まで解釈し、異なるプロトコル体系の間で変換を行う機器です。物理層はリピータ、データリンク層はブリッジ、ネットワーク層はルータが担当します。

  出典：平成29年度 春期 基本情報技術者試験 午前 問31（IPA）

• メディアコンバータ、リピータハブ、レイヤ2スイッチ、レイヤ3スイッチのうち、レイヤ3スイッチだけがもつ機能はどれか。

  正解：ネットワーク層において、宛先アドレスに従って適切なLANポートにパケットを中継する機能

  要点：レイヤ3スイッチだけがネットワーク層のアドレスで転送する

  レイヤ3スイッチはOSI基本参照モデルのネットワーク層で動作し、IPアドレスを見てパケットを転送する（ルーティング機能をもつ）点が特徴である。レイヤ2スイッチはMACアドレスというデータリンク層の情報しか見ない。リピータハブとメディアコンバータは物理層の装置で、信号の増幅・中継や伝送媒体の変換を行うにとどまる。

  出典：令和1年度 秋期 基本情報技術者試験 午前 問32（IPA）

• OSI基本参照モデルのトランスポート層以上が異なるLANシステム相互間でプロトコル変換を行う機器はどれか。

  正解：ゲートウェイ

  要点：ゲートウェイは上位層まで解釈しプロトコルを変換する

  接続機器はOSI基本参照モデルのどの層で中継するかで区別される。ゲートウェイはトランスポート層以上の上位層まで解釈し、異なるプロトコル体系どうしを変換して相互接続する機器である。より下位層で中継する機器では、上位層のプロトコルの違いは吸収できない。

  出典：令和1年度 春期 基本情報技術者試験 午前 問31（IPA）

• OSI基本参照モデルのネットワーク層で動作し、"認証ヘッダ（AH）"と"暗号ペイロード（ESP）"の二つのプロトコルを含むものはどれか。

  正解：IPsec

  要点：IPsecはネットワーク層でAHとESPにより通信を保護する

  IPsecはIP層すなわちネットワーク層で通信を保護するプロトコル群である。完全性と送信元の認証を担うAHと、暗号化に加え認証も行えるESPの二つを含み、鍵交換にはIKEを用いる。上位のアプリケーションを変更せずに保護できるため、VPNの構築に広く使われる。

  出典：令和1年度 春期 基本情報技術者試験 午前 問43（IPA）