OSI基本参照モデルとは？

OSI基本参照モデルの意味

ネットワーク通信の機能を7つの階層（レイヤ）に分けて整理した国際標準のモデル。下から物理層、データリンク層、ネットワーク層、トランスポート層、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の順に積み重なる。

OSI基本参照モデルの具体例

IPアドレスによる経路選択はネットワーク層（第3層）、TCPによる信頼性のある通信制御はトランスポート層（第4層）、HTTPのような具体的なアプリケーション通信はアプリケーション層（第7層）の役割にあたる。

OSI基本参照モデルは試験でどう引っ掛けられる？

各層の番号と担当機能（第3層＝IP、第4層＝TCP・UDPなど）の対応を取り違えやすい。TCP/IPの4階層モデルとの対応関係もあわせて問われる。

OSI基本参照モデルと関連する用語

• LAN・WANとネットワークプロトコルの基礎

OSI基本参照モデルが出た過去問

• ルータの機能に関する記述のうち、適切なものはどれか。

  正解：伝送媒体やアクセス制御方式が異なるネットワークの接続が可能であり、送信データのIPアドレスを識別し、データの転送経路を決定する。

  要点：ルータはネットワーク層でIPアドレスにより経路を決める

  ルータはOSI基本参照モデルのネットワーク層で動作し、パケットの宛先IPアドレスを見て経路表に従い転送先を決めます。ネットワーク層より下の物理層・データリンク層は接続する側ごとに異なっていてよいため、伝送媒体やアクセス制御方式が違うネットワーク同士でも相互接続できます。データリンク層で中継するのはブリッジやスイッチの役割です。

  出典：平成28年度 秋期 応用情報技術者試験 午前 問31（IPA）

• VPNで使用されるセキュアなプロトコルであるIPsec，L2TP，TLSの，OSI基本参照モデルにおける相対的な位置関係はどれか。

  正解：C：上位から下位へ TLS, IPsec, L2TP の順に層を積む構成

  要点：層の順はTLSが上、IPsecが中、L2TPが下

  L2TPはデータリンク層のトンネリングプロトコル、IPsecはネットワーク層でIPパケットを保護するプロトコル、TLSはトランスポート層より上でアプリケーションのデータを保護するプロトコルである。したがって上位から下位へ並べるとTLS、IPsec、L2TPの順になる。

  出典：平成29年度 春期 応用情報技術者試験 午前 問45（IPA）

• VPNで使用されるセキュアなプロトコルであるIPsec, L2TP, TLSの、OSI基本参照モデルにおける相対的な位置関係はどれか。

  正解：C(上位層から:TLS, IPsec, L2TP)

  要点：上位からTLS、IPsec、L2TPの順に階層が下がる

  L2TPは名前のとおりデータリンク層（レイヤ2）のフレームをトンネリングするプロトコルで最も下位に位置する。IPsecはIPパケットを保護するネットワーク層のプロトコルでその上、TLSはトランスポート層の上でアプリケーションデータを保護するため最上位となる。したがって上位から TLS、IPsec、L2TP の順である。

  出典：令和1年度 春期 応用情報技術者試験 午前 問42（IPA）

• OSI基本参照モデルのネットワーク層で動作し、“認証ヘッダ（AH）”と“暗号ペイロード（ESP）”の二つのプロトコルを含むものはどれか。

  正解：IPsec

  要点：IPsecはネットワーク層でAHとESPを提供する

  IPsecはネットワーク層で動作するセキュリティプロトコル群で、完全性と認証を提供する認証ヘッダ（AH）と、暗号化に加え認証も行える暗号ペイロード（ESP）から成る。鍵交換にはIKEを用い、VPNの構築などに使われる。他の選択肢はいずれも上位層で動作する仕組みである。

  出典：令和3年度 秋期 応用情報技術者試験 午前 問43（IPA）

• IPネットワークのプロトコルのうち、OSI基本参照モデルのトランスポート層に位置するものはどれか。

  正解：UDP

  要点：トランスポート層はTCPとUDP。ポート番号で相手を識別する

  UDPはトランスポート層のプロトコルで、コネクションを確立せず再送制御も行わない代わりにオーバヘッドが小さい。TCPと同じ層に位置し、ポート番号によってアプリケーションを識別する。

  出典：令和5年度 春期 応用情報技術者試験 午前 問34（IPA）