TCP IPプロトコルを階層にする理由

オープンネットワークとは、インターネットのことです。インターネット通信は、TCP/IPプロトコル群で行っています。この記事では、TCP/IPの複雑な説明は避けて、TCP/IPには、なぜ階層が必要なのかを分かりやすく紹介しています。ウエブの理解が深まるでしょう。

インターネットのルーツ

クローズドネットワークは、企業の、社内ネットワークや、家庭内ネットワークです。クローズドネットワークは、機器やユーザを限定して、その範囲内で利用するネットワークです。

クローズドネットワークに対して、オープンネットワークとは、インターネットのことを指しています。

インターネットが開発される前のネットワークは、大学や企業などの閉じられた環境で接続するLANが主流でした。そして、ネットワークは、それぞれのLAN内で、独自の回線やルールで運用していました。

そんな時代には、独自のルールで運用するLAN同士をつないで通信することはできませんでした。ただし、関係者は、お互いのLANを接続して通信できたら便利だろうと考えていました。

1960年になると、米国の国防総省が、ARPANETというネットワークをつなぐルールを開発しました。ARPANETは、4つのLANを結んだ通信です。これが、現在のインターネットのルーツになっています。

ARPANETは、複数のLANをつなぐために、通信方法を特定のルール（プロトコル）で統一しています。

インターネットは、ARPANETの仕組みにならって、TCP/IPを誕生させました。

インターネットは、TCP/IPのルールで接続して、情報のやり取りをしています。

TCP/IPプロトコル群の概要

TCP/IPプロトコル群は、現在のデータ通信のデファクトスタンダード（事実上の標準）として使われています。インターネットで接続するPC機器は、TCP/IPプロトコル群を使わないと接続できません。

接続時に行う一連の作業

インターネット接続の一連の作業にはどんなものがあるのでしょうか？

データの送受信では、データをデジタル信号化→送信→デジタル信号を元の信号に戻す等の作業があります。TCP/IPでは、これらの作業を5段階（または4段階）の階層（レイヤー）に分けて行っています。

各段階の層（レイヤー）は、人に近いところから、少しずつ機械の世界に入っていくイメージです。階層は、人に近い最上部に、アプリケーション層があります。その下には、トランスポート層、ネットワーク層、データリンク層と続きます。そして最深部は物理層です。（この場合は、5階層です。）

4段階の場合は、最深部の、物理層と下から2番目の、データリンク層を合わせて4階層にしています。

階層化する理由

送受信の一連の作業を数段階に分ける理由は、会社組織の仕事に例えると判りやすいでしょう。

次に、文書をA社の社長が、B社の社長に送付したい場合の例で紹介します。

A社の社長は、秘書室に指示を伝えます。秘書室は、送付先の確認などをして、具体的な作業は総務部に依頼します。総務部は、封書に住所などを書いて、封書を閉じて実際に送付してくれる部署（例えば業務部）に依頼します。そして、最後に、業務部は、B社に封書を届けます。

封書を受け取った、B社の業務部は、総務部経由で秘書室に届けます。秘書室は、封書の内部から文書を取り出して、B社の社長に届けます。もちろん、会社のルールで対応の仕方は違います。あくまで、対応例として捉えて下さい。

以上は、社長から文書を送付せよと指示が出された時の例です。この例のように、会社内の仕事は各部署を経由して必要な対応をした上で、次の部門に送られるケースが多いでしょう。

では、各部門を層（レイヤー）と考えて、上の例を見てみましょう。各部門が行う一連の作業は、他部門とは独立しています。その為、自部門の作業だけすれば良いので作業負担は軽くなります。

つまり、階層化することで、階層ごとに作業を独立させることができるようになります。

まとめ

インターネットでの通信は、オープンネットワークです。つまり、TCP/IPのプロトコル（ルール）で成り立っています。

Webサイトの閲覧は、他のコンピュータどうしのデータのやりとりで実現しています。

現在のインターネットで接続するPCや機器は、TCP/IPプロトコル群を使わないと接続できません。

インターネットでのTCP/IPプロトコル群は、事実上の標準になっています。ただし、送受信に関わる一連の実作業は、紹介した内容よりも複雑です。

複雑な作業工程は、時間をかけて少しずつ理解することにしましょう。