通信プロトコルTCP/IP入門とは？階層モデル・読み方もわかりやすく解説！

上記のようなお悩みを持っている方はいないでしょうか?

この記事は上記のような疑問を解消するものとなっています。

ネットワークを勉強していると「TCP/IPとは何?」、「TCP/IPの階層モデルとは何?」と疑問に思われる方もいるかと思います。

このページのテーマは「TCP/IP」に関することです。

私たちが普段利用しているコンピューターはTCP/IPという通信プロトコルが使用されています。

TCP/IPとは、インターネットを含む多くのコンピュータネットワークにおいて、世界標準的に利用されている通信プロトコルのことです。

TCP/IPは私たちの生活を支えている重要な技術ですが、全体像を理解することが難しいのが現状です。

TCP/IPをしっかりと理解することでネットワークの技術の基礎を学ぶことができます。

このページではTCP/IPという通信プロトコルを入門者向けに解説しています。

それでは一緒に学んでいきましょう!

TCP/IPとは?

私たちが身近に使用しているインターネットは生活に必要不可欠なものになってきています。

このインターネットを支えているのがTCP/IPという通信プロトコルです。

TCP/IPとはTransmission Control Protocol/Internet Protocolの略で、インターネット上で様々なサービスを利用するための決まり事です。

TCP/IPの読み方は「てぃーしーぴー・あいぴー」です。

インターネット接続が可能な媒体（コンピューター、スマートフォン、テレビ等）はすべてTCP/IPの通信プロトコルで行われています。

TCP/IPはいわば、コンピューターネットワークの共通言語となっています。

「TCP/IP」という名前からTCPとIPの2つのプロトコルで通信しているように見えますが、すべての通信プロトコルの総称になっています。

TCP/IPには、HTTP、SMTP、POP、FTP等の様々な通信プロトコルが存在しています。

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通信プロトコルについて詳しく知りたい方必見

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TCP/IPの階層モデル

TCP/IPは機能毎に階層を4つに分けて、ネットワーク上で通信を行っています。

各階層が役割を分担しており、各階層のプロトコルを組み合わせてデータを送信しています。

4つの階層に分ける2つの理由

なぜ、4つの階層に分けるのでしょうか。理由は2つあります。

TCP/IPの階層モデル

このような理由からTCP/IPは階層化され、各階層の通信プロトコルの仕様を決めていきました。上記はTCP/IPの階層モデルとデータの流れの図です。

データ送信をする時、アプリケーション層（レイヤー4）からネットワークインターフェース層（レイヤー1）を通っていきます。

一方、データ受信をする時、ネットワークインターフェース層（レイヤー1）からアプリケーション層（レイヤー4）を通っていきます。

TCP/IPの階層モデルは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ーフェース層の4階層に分かれています。

それでは各階層の役割を見ていきましょう。

アプリケーション層

アプリケーション層はアプリケーションが通信機能を使用する時の決まり事が定められています。

私たちが頻繁に利用しているWebサイト、電子メール等のサービスはアプリケーション層に属しています。 アプリケーション層に該当する通信プロトコルにHTTP、SMTP、POP3、FTP等が挙げられます。

使用する通信プロトコルはアプリケーション毎で異なっており、WebページのアクセスならHTTP、電子メールの送受信ならSMTPやPOP3、ファイル転送ならFTPを使用しています。

トランスポート層

トランスポート層はデータを送信するための決まり事が定められています。

つまり、データをどのポート番号に送るかがトランスポート層の役割になっています。

ポート番号はどのアプリケーションで処理するかを決めるための番号です。

トランスポート層に該当する通信プロトコルに正確性重視のTCP、速度重視のUDPが挙げられます。

TCP、UDPのどちらを使用するかはアプリケーション層の指示によって異なります。

 インターネット層

インターネット層はインターネット通信に関する決まり事が定められています。

つまり、インターネット内でデータを転送する必要があるので送信元のIPアドレスと送信先のIPアドレスが必要になります。

インターネット層に該当する通信プロトコルにIP、ICMPが挙げられます。

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同一ネットワーク上での通信、機器に関する決まり事が定められています。

つまり、同じネットワークに接続された複数のコンピューターの中から送信対象のコンピューターを選ぶ機能とデータを電気信号に変換する機能が定められています。

ネットワークインターフェース層に該当する通信プロトコルにイーサネット、PPPが挙げられます。

入門的なWeb知識を習得したい方へ

最後まで読んで頂きまして、ありがとうございました。

TCP/IPはWebにまつわる様々な要素の一部です。

そのため、TCP/IPに関する知識だけでなく、Web全般の基礎的な知識を体系的に学ぶことでTCP/IPの理解がもっと深まるかと思います。

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ポイント