TCP/IPモデル：レイヤー、プロトコル、スタック

TCP/IPモデルとは何ですか?

TCP/IPモデルは、特定のコンピュータがインターネットにどのように接続されるべきか、データがどのように処理されるべきかを判断するのに役立ちます。 transmitそれらの間にtedがあります。複数の仮想ネットワークを作成するのに役立ちます。 コンピューターネットワーク これらは相互に接続されています。TCP/IPモデルの目的は、長距離通信を可能にすることです。

TCP / IPはの略です Transmission 制御プロトコル／インターネットプロトコル。TCP/IPスタックは、信頼性の低いインターネットネットワーク上で、非常に信頼性の高いエンドツーエンドのバイトストリームを提供するモデルとして特別に設計されています。

TCPの特性

TCP/IP プロトコルの重要な特徴は次のとおりです。

• 柔軟なTCP/IPアーキテクチャをサポートします。
• ネットワークにシステムを追加するのは簡単です。
• TCP/IPプロトコルスイートでは、送信元と宛先のマシンが正常に機能するまで、ネットワークはそのままの状態を維持します。
• TCP は接続指向のプロトコルです。
• TCPは信頼性を提供し、順不同で到着したデータを確実に元の順序に戻すことを保証します。
• TCPではフロー制御を実装できるため、送信側が受信側をデータで圧倒してしまうことを防ぐことができます。

XNUMX 層の TCP/IP モデル

このセクションでは、TCP/IPモデルにおけるさまざまなレイヤーとその機能について説明します。

下の図は、TCP/IPの4つの層を概念モデルとして積み重ねたもので、最上位のアプリケーション層から最下位のネットワークインターフェース層までを示しています。

TCP/IPモデルの機能は4つの層に分かれており、各層にはそれぞれ固有のプロトコルが含まれている。

TCP/IPは階層型アーキテクチャシステムであり、各層は特定の機能を実行するように定義されています。TCP/IPの4つの層はすべて連携して動作し、 transmit ある層から別の層へのデータの転送。

次の図は、4つの各レイヤーと、そのレイヤー内で動作するプロトコルとの対応関係を示しています。

• 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·インタフェース

アプリケーション層

アプリケーション層は、モデルの最上位レベルであるアプリケーションプログラムと相互作用します。この層はエンドユーザーに最も近いため、ユーザーが他のソフトウェアアプリケーションとやり取りすることを可能にします。

アプリケーション層は、ソフトウェアアプリケーションと連携して通信コンポーネントを実装します。アプリケーションプログラムによるデータの解釈は、常にモデルの範囲外です。

アプリケーション層の例としては、ファイル転送、電子メール、リモートログインなどのアプリケーションが挙げられます。

アプリケーション層の機能は以下のとおりです。

• アプリケーション層は、通信相手の特定、リソースの可用性の判断、および通信の同期に役立ちます。
• これにより、ユーザーはリモートホストにログインできるようになります。
• この層は様々な電子メールサービスを提供します。
• 分散データベースソースを提供し、様々なオブジェクトやサービスに関するグローバル情報へのアクセスを可能にします。

トランスポート層

トランスポート層はインターネット層の上に構築され、送信元マシン上のプロセスから宛先マシン上のプロセスへのデータ転送を実現します。トランスポート層は単一または複数のネットワーク上で動作し、サービス品質（QoS）機能を維持します。

これは、送信するデータ量、送信先、送信速度を決定します。このレイヤーは、アプリケーションレイヤーから受信したメッセージに基づいて構築されます。データユニットがエラーなく、かつ順番通りに配信されることを保証するのに役立ちます。

トランスポート層は、フロー制御、エラー制御、セグメンテーションまたはデセグメンテーションを通じて、リンクの信頼性を制御するのに役立ちます。

トランスポート層は、データ送信が成功したことを確認する応答も提供し、エラーが発生しなかった場合は次のデータセグメントを送信します。TCPは、トランスポート層の最もよく知られた例です。

トランスポート層の重要な機能：

• アプリケーション層から受信したメッセージをセグメントに分割し、番号を付けてシーケンスを作成します。
• トランスポート層は、メッセージが宛先マシン上の正しいプロセスに確実に配信されるようにします。
• また、メッセージ全体がエラーなく届くことを保証します。そうでなければ、再送信する必要があります。transmitテッド。

インターネット層

インターネット層は、TCP/IPモデルの第2層です。ネットワーク層とも呼ばれます。この層の主な役割は、あらゆるネットワーク、あらゆるコンピュータから送信されたパケットを、経路に関係なく宛先に到達するまで送信することです。

インターネット層は、様々なネットワークを利用して、可変長のデータシーケンスをあるノードから別のノードへ転送するための機能的かつ手続き的な方法を提供する。

インターネット層におけるメッセージ配信の信頼性は保証されていません。

このレイヤーに属するレイヤー管理プロトコルは以下のとおりです。

• ルーティングプロトコル
• マルチキャストグループ管理
• ネットワーク層アドレス割り当て

ネットワークインターフェース層

ネットワークインターフェース層は、4層構造のTCP/IPモデルの最下層です。この層はネットワークアクセス層とも呼ばれ、ネットワークを使用してデータを送信する方法の詳細を定義します。

また、同軸ケーブル、光ファイバーケーブル、ツイストペアケーブルなど、ネットワーク媒体と直接接続するハードウェアデバイスが、ビットを光学的にどのように信号伝送するかについても規定している。

この層は、OSI参照モデルで定義されているデータリンク層と物理層を組み合わせたものです。ネットワークを介してデータが物理的にどのように送信されるかを定義し、同一ネットワーク上の2つのデバイス間でのデータ伝送を担当します。

OSI モデルと TCP/IP モデルの違い

以下の図は、7層のOSIモデルと4層のTCP/IPモデルを並べて比較したものです。

以下は、 OSI および TCP/IP モデル:

OSIモデル	TCP/IP モデル
これはISO（国際標準化機構）によって開発されました。	これはARPANET（高等研究計画局ネットワーク）によって開発されました。
その OSIモデル インターフェース、サービス、プロトコルを明確に区別する。	TCP/IPには、サービス、インターフェース、プロトコルの間に明確な区別点がない。
OSI はオープン システム相互接続を指します。	TCPとは、 Transmission 制御プロトコル。
OSI はネットワーク層を使用してルーティング標準とプロトコルを定義します。	TCP/IPはインターネット層のみを使用する。
OSI は垂直アプローチに従います。	TCP/IP は水平的なアプローチに従います。
OSIは、物理層とデータリンク層という2つの独立した層を用いて、下位層の機能を定義する。	TCP/IP は XNUMX つの層 (リンク) のみを使用します。
OSIは7つの層から構成される。	TCP/IPにはXNUMXつの層があります。
OSI モデルでは、トランスポート層は接続指向のみです。	TCP/IP モデルの層は、コネクション指向とコネクションレスの両方です。
OSIモデルでは、データリンク層と物理層は分離されている。	TCP/IPでは、物理層とデータリンク層が統合され、単一のホスト・ネットワーク層として扱われます。
セッション層とプレゼンテーション層は、OSIモデルの一部である。	TCP/IPモデルには、セッション層とプレゼンテーション層は存在しない。
インターネットの出現後に定義されました。	これはインターネットの登場以前に定義された概念である。
OSI ヘッダーの最小サイズは 5 バイトです。	ヘッダーの最小サイズは 20 バイトです。

最も一般的な TCP/IP プロトコル

広く使われている最も一般的なTCP/IPプロトコルには、以下のようなものがあります。

TCP

Transmission 制御プロトコルは、メッセージをTCPセグメントに分割し、受信側でそれらを再構成するインターネットプロトコルです。

IP

インターネットプロトコルアドレスとも呼ばれる IPアドレスIPは数値ラベルです。これは、IPを使用して通信を行うコンピュータネットワークに接続された各デバイスに割り当てられます。そのルーティング機能により、インターネットワーキングが可能になり、実質的にインターネットが構築されます。IPとTCPを組み合わせることで、送信元と宛先の間で仮想接続を確立できます。

HTTP

ハイパーテキスト転送プロトコルはワールドワイドウェブの基盤です。これは、HTTPサーバーまたはウェブサーバーからウェブクライアントまたはHTTPクライアントにウェブページやその他のリソースを転送するために使用されます。ウェブブラウザなどを使用するたびに、 Google Chrome or FirefoxあなたはWebクライアントを使用しています。HTTPは、あなたが要求したWebページをリモートサーバーに転送するのに役立ちます。

SMTP

SMTP は Simple の略です Mail 転送プロトコル。このプロトコルは電子メールをサポートし、データを別の電子メールアドレスに送信するのに役立ちます。

SNMP

SNMPはSimple Network Management Protocolの略です。TCP/IPプロトコルを使用してインターネット上のデバイスを管理するためのフレームワークです。

DNS

DNSはドメインネームシステム（Domain Name System）の略です。IPアドレスはホストのインターネット接続を一意に識別するために使用されますが、ユーザーはアドレスよりも名前を使用することを好みます。DNSはそのマッピングを提供します。ping.

TELNET

TELNETはターミナルネットワークの略です。ローカルコンピュータとリモートコンピュータ間の接続を確立し、リモートシステム上でローカルシステムをシミュレートできるようにします。

FTP

FTPはファイル転送プロトコルの略です。これは、主にファイル転送に使用される標準プロトコルです。 transmitあるマシンから別のマシンへファイルを転送する。

TCP/IP モデルの利点

TCP/IPモデルを使用するメリットと利点は以下のとおりです。

• これは、異なる種類のコンピュータ間の接続を設定するのに役立ちます。
• オペレーティング システムとは独立して動作します。
• 複数のルーティングプロトコルをサポートしています。
• これにより、組織間の相互接続が可能になります。
• 拡張性の高いクライアントサーバーアーキテクチャを採用している。

TCP/IP モデルの欠点

TCP/IPモデルを使用する際のいくつかの欠点を以下に挙げます。

• TCP/IP は、セットアップと管理が複雑なモデルです。
• TCP/IPのオーバーヘッドはIPX（Internetwork Packet Exchange）よりも大きい。
• このモデルでは、トランスポート層はパケットの配信を保証しません。
• TCP/IPにおけるプロトコルの置き換えは容易ではない。
• サービス、インターフェース、プロトコルが明確に分離されていない。

よくあるご質問