連載
» 2008年02月26日 00時00分 公開

ネットワークの基礎を学習する CCNA対策講座(3):データはどうやって伝わるの? (1/3)

本連載では、シスコシステムズ(以下シスコ)が提供するシスコ技術者認定(Cisco Career Certification)から、ネットワーク技術者を認定する資格、CCNA(Cisco Certified Network Associate)を解説します。CCNAは、2007年12月に改訂されたばかりで、2008年1月現在、新試験の情報がまだ少ない状況です。よって本連載は、改訂前の試験(640-801J)で解説をしますが、新試験の解説が可能になり次第、新試験(640-802J)も含めて解説していきます。

[ゴールデンフォレスト株式会社,@IT]

 前回の「ネットワークのABC、OSI参照モデルとプロトコル」では、OSI参照モデルの各層の役割とその関係性、そしてOSI参照モデルのプロトコルについて解説しました。第3回の今回は、ネットワーク上を流れるデータの種類や通信機器についてOSI参照モデルを基に解説します。

データのカプセル化

 OSI参照モデルの上位3層(セッション層、プレゼンテーション層、アプリケーション層)ではデータを「メッセージ」と呼びます(図1)。上位層で作成されたメッセージには、下位層にて固有の情報が追加されます。個々の層で作成される固有情報は「ヘッダ」と呼びます。下位4層(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)は、データを転送するために各層でヘッダを追加します。情報が追加された状態を「PDU(Protocol Data Unit)」と呼びます。

第7層 アプリケーション層 メッセージ
第6層 プレゼンテーション層
第5層 セッション層
第4層 トランスポート層 セグメント、データグラム
第3層 ネットワーク層 パケット
第2層 データリンク層 フレーム
第1層 物理層 ビット
図1 OSI参照モデル各層のデータの呼び方

 以下、データリンク層、ネットワーク層、トランスポート層のヘッダとPDUについてみ見ていきます。

トランスポート層

 トランスポート層のヘッダは、データの順番や再送機能などです。トランスポート層の「ヘッダ+メッセージ」から構成されるPDUは、TCPとUDPで異なります。TCPを使用している場合は「セグメント」と呼び、UDPを使用している場合は「データグラム」と呼びます。

ネットワーク層

 ネットワーク層のヘッダは、IPアドレスなどです。ネットワーク層の「ヘッダ+セグメント」または「ヘッダ+データグラム」から構成されるPDUは「パケット」と呼びます。

データリンク層

 データリンク層では、パケットにヘッダと「トレーラ」が追加されます。ヘッダは、MACアドレスなどです。トレーラは、エラー検出情報です。トランスポート層の「ヘッダ+パケット+トレーラ」から構成されるPDUは「フレーム」と呼びます。

 図2のように、送信側で追加されたデータは、受信側では逆の手順でヘッダやトレーラが削除されていきます。送信側でデータに情報を追加していくことを「カプセル化」と呼び、受信側でデータから情報を削除していくことを「非カプセル化」や「カプセル解除」と呼びます。

図2 OSI参照モデルにおけるデータの流れとヘッダの動き 図2 OSI参照モデルにおけるデータの流れとヘッダの動き

確認問題1

問題

 カプセル化されるときのPDUの正しい順番を選択しなさい。ただし、トランスポート層でTCPを使用しているものとします。

a.メッセージ→パケット→セグメント→フレーム→ビット

b.メッセージ→パケット→データグラム→フレーム→ビット

c.メッセージ→セグメント→パケット→フレーム→ビット

d.メッセージ→データグラム→パケット→フレーム→ビット

e.メッセージ→フレーム→セグメント→パケット→ビット

f.メッセージ→フレーム→データグラム→パケット→ビット

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