まず結論

OSI基本参照モデルは、ネットワーク通信の機能を7つの層に分けて整理したモデルです。

FE試験では、各層をすべて暗記するよりも、説明文に含まれる判断ワードから切り分けることが重要です。

ルーティングはネットワーク層、隣接機器間はデータリンク層、信頼性やポート番号はトランスポート層。

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直感的な説明

ネットワーク通信は、一つの仕組みだけで実現しているわけではありません。

たとえば、Webページを見るときには、次のような役割が連携しています。

Webサービスを利用する
↓
通信相手のアプリを識別する
↓
宛先までの経路を選ぶ
↓
隣の機器へデータを渡す
↓
電気信号や電波として送る

OSI基本参照モデルは、この複雑な通信を役割ごとに7段階へ分けたものです。

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定義・仕組み

OSI基本参照モデルの7層は、次のように整理できます。

層	名称	主な役割	判断ワード
第7層	アプリケーション層	利用者向けの通信サービス	Web、メール、ファイル転送
第6層	プレゼンテーション層	データ形式の変換	文字コード、暗号化、圧縮
第5層	セッション層	通信の開始・維持・終了	セッション管理
第4層	トランスポート層	エンドツーエンドの通信制御	TCP、UDP、ポート番号、再送
第3層	ネットワーク層	経路選択と中継	IP、ルータ、ルーティング
第2層	データリンク層	隣接ノード間の転送	MAC、フレーム、誤り検出
第1層	物理層	信号としてビットを伝送	ケーブル、電圧、光、電波

ネットワーク層

ネットワーク層は、異なるネットワークをまたいでデータを宛先まで届けるために、経路選択や中継を行います。

送信元PC
↓
ルータ
↓
別のルータ
↓
宛先PC

代表的なプロトコルはIP、代表的な機器はルータです。

データリンク層

データリンク層は、直接つながった隣接機器間でデータを転送します。

主な役割は次のとおりです。

• フレーム単位の転送
• MACアドレスによる識別
• 誤り検出
• 再送制御
• 媒体アクセス制御

トランスポート層

トランスポート層は、送信元と宛先のアプリケーション間で通信を制御します。

代表的な判断ワードは次のとおりです。

• TCP、UDP
• ポート番号
• 順序制御
• 再送制御
• エンドツーエンドの信頼性

物理層

物理層は、0と1のビット列を電気信号・光・電波などへ変換して伝送します。

ビット列
↓
電気信号・光・電波
↓
通信媒体で送る

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科目Aでどう出る？

FE試験では、各層の説明文から該当する層を選ぶ問題がよく出ます。

ネットワーク層を選ぶ表現

• ルーティングを行う
• パケットを中継する
• 異なるネットワーク間を接続する
• IPアドレスを使う
• ルータが動作する

データリンク層を選ぶ表現

• 隣接ノード間で通信する
• MACアドレスを使う
• フレームを扱う
• 誤り検出や再送制御を行う
• スイッチやブリッジが動作する

トランスポート層を選ぶ表現

• TCPやUDPを使う
• ポート番号でアプリケーションを識別する
• 順序制御や再送制御を行う
• エンドツーエンドの信頼性を確保する

アプリケーション層を選ぶ表現

• 電子メール
• Web閲覧
• ファイル転送
• 名前解決

物理層を選ぶ表現

• ケーブル
• コネクタ
• 電圧
• 周波数
• ビット伝送

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どんな場面で使う？

OSI基本参照モデルは、通信障害の切り分けにも役立ちます。

たとえば、ネットワークにつながらない場合です。

ケーブルや無線は正常か
→ 物理層

同じLAN内で通信できるか
→ データリンク層

宛先まで経路があるか
→ ネットワーク層

TCP接続やポートは正常か
→ トランスポート層

Webやメールの機能は正常か
→ アプリケーション層

下の層から順番に確認すると、原因を切り分けやすくなります。

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よくある誤解・混同

ネットワーク層とデータリンク層

両方ともデータを転送しますが、範囲が違います。

比較	ネットワーク層	データリンク層
通信範囲	異なるネットワークを越える	隣接機器間
主なアドレス	IPアドレス	MACアドレス
主な機器	ルータ	スイッチ、ブリッジ
データ単位	パケット	フレーム

IPで遠くまで運ぶのがネットワーク層、MACで隣まで運ぶのがデータリンク層。

ネットワーク層とトランスポート層

ネットワーク層は経路を選び、トランスポート層は通信の信頼性やアプリケーションの識別を担当します。

どの道を通るか
→ ネットワーク層

正しく届いたか、どのアプリへ渡すか
→ トランスポート層

物理層とデータリンク層

物理層は信号を運びます。

データリンク層は、その信号上でフレームを正しく隣接機器へ届けます。

電子メールはトランスポート層

誤りです。

電子メールのサービス自体はアプリケーション層です。その下でTCPなどが通信を支えています。

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まとめ（試験直前用）

• OSI基本参照モデルは通信機能を7層に分けたもの
• ルーティング・IP・ルータはネットワーク層
• MAC・フレーム・隣接ノードはデータリンク層
• TCP・UDP・ポート番号はトランスポート層
• ケーブル・電圧・信号は物理層
• Web・メール・ファイル転送はアプリケーション層
• 「経路・隣接・信頼性・信号・利用者」の順で切り分ける

ルートを決めてネットワークを越えるのがネットワーク層。