TCP/IP 階層モデルについて

勉強記録

現在「スラスラわかるネットワーク&TCP/IPのきほん」という本を読んでいます。
Webページやメールなどのインターネットサービスの仕組みをもっと理解したかったので読み始めました！

イラスト図解で、文章もわかりやすいので、今まで言葉は知ってるけどイマイチイメージできないなっていう部分も理解しやすかったです。
今回はその中のTCP/IP階層モデルについてまとめます。

スラスラわかるネットワーク&TCP/IPのきほん 第2版

コンピューターネットワークを構成する階層

コンピューターネットワーク内での通信を実現するために、様々なプログラムや機器が動いている。
それらの役割を明確にするために、階層モデルが決められている。

TCP/IP 階層モデル

それぞれの階層の役割

アプリケーション層

Webサービス、メールなどユーザーが直接利用するサービスを提供する層。
代表的なアプリケーション層のプロトコルは、HTTP、SMTP、POP、FTPなど・・・・
・HTTP
WebサーバーとWebブラウザの間でWebページのデータのやり取りを行う。
・SMTP / POP
メールの送受信。
送信時はSMTP、受信時はPOP。
・FTP
サーバーとファイルをやり取りする。

その他にユーザーが直接操作しない、バックグラウンドで動くプロトコルもある。
DNS(URLをIPアドレスに変換）、SSL/TLS(通信データを暗号化）など・・・・

トランスポート層

アプリケーション層とインターネット層を仲介して、データを正しく届けるための手配をする。
確実にデータを届けるTCPと、通信速度を重視するUDPというプロトコルがある。

TCPはデータが確実に届くように、送信速度の調整をしたり、上手くデータが届かなかった時にはデータの再送を行う。
逆にUDPはTCPに比べて、何もしない分速度が早い。そのため、リアルタイムで通信が必要な、VoIP(インターネット電話）や動画配信に利用される。

インターネット層

IPアドレスを手がかりに、宛先のコンピューターまでデータを届ける。
データを宛先まで届ける働きをするのがルーター。
ルーターは宛先までの経路を調べて、そこに届くように隣接するルーターにデータを転送する。
このようにルーターが経路を調べることをルーティングという。

一度に転送できるデータサイズ（MTU)は経路によって違う。
ルーターはMTUに応じて転送可能なサイズにパケットを分割して転送している。

ただし、ルーターの作業負荷が高くなったり、パケットの一部が失われるとデータを復元できなくなるというデメリットもある。
そのため、データを送信する前に経路全体のMTUを調べて、最初からMTU以下のサイズのパケットを作るよう制御することもある。

ネットワークインターフェース層

ネットワークのハードウェア（ネットワークアダプタ、LANケーブル、光ケーブルなど）を制御する層。
ハードウェアを制御して、隣接する機器までデータを届ける。
インターネット層など上位の層がハードウェアの違いを気にすることなく働けるようにしている。