OSI階層モデル

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OSI階層モデル

読み方：オーエスアイかいそうモデル
別名：OSI基本参照モデル，OSI参照モデル
【英】OSI layer model, OSI basic reference model, OSI reference model

OSI階層モデルとは、異なる機種間におけるデータ通信を実現するためのプロトコル（通信規約）体系として定められたOSI（Open Systems Interconnection）に基づき、コンピューターの持つべき通信機能を7つの階層に区分したモデルのことである。1977年に国際標準化機構（ISO）によって制定された。

OSI階層モデルは、システムを相互接続するために開発される規格に共通の基盤を提供する（それによって開発効率を向上させる）こと、ならびに既存の規格をモデル内に位置付けることの2つを目的にしている。物理的な接続のための規格から業務処理に必要な規格までを7つの階層（レイヤー）に分割して、通信に必要とされる処理機能を体系的にまとめている。

第1層（フィジカル層）では、伝送経路上のデータ表現方式やインターフェースの形状など、ネットワークの接続や伝送に関する物理的・物質的な方式が規定されている。

第2層（データリンク層）では、伝送経路を構成し、直接接続されている通信機器間でのデータの識別と経路の選択とに関する方式が規定されている。

第3層（ネットワーク層）では、第2層以下のプロトコルを用いて接続されているネットワーク同士の通信をおこなうための方式が規定されている。

第4層（トランスポート層）では、データの送受信を行う端末どうしでデータが正しく手順を踏んで送り届けられたか、という管理と信頼性の確保のための方式が規定されている。

第5層（セッション層）では、データが流れる論理的な回路の確立や切断、回線状態などの管理方式が規定されている。

第6層（プレゼンテーション層）では、文字コードや圧縮形式など、外部入力装置から読み込んだ機器固有のデータ形式をネットワーク共通の形式に変換するための方式が規定されている。

第7層（アプリケーション層）では、ネットワークを通じて通信するアプリケーションが相互にデータをやり取りする場合に必要とする共通のデータ構造などが規定される。

プロトコルとしてのOSIは、インターネットの普及に伴い台頭してきたTCP/IPに標準の座を譲ることとなったが、OSI階層モデルは明快な構図として、現在でもデータ通信の構造を説明する際によく用いられる。

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OSI参照モデル

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2025/04/20 06:58 UTC 版)

OSI参照モデル
7.  アプリケーション層 HTTP DHCP SMTP SNMP SMB FTP Telnet AFP X.500
6.  プレゼンテーション層 HTTP DHCP SMTP SNMP SMB FTP Telnet AFP X.500
5.  セッション層 TLS NetBIOS NWLink DSI ADSP ZIP ASP PAP 名前付きパイプ
4.  トランスポート層 TCP UDP SCTP SPX NBF RTMP AURP NBP ATP AEP QUIC
3.  ネットワーク層 IP ARP RARP ICMP IPX NetBEUI DDP AARP
2.  データリンク層 イーサネット トークンリング アークネット PPP フレームリレー
1.  物理層 RS-232 RS-422 (EIA-422, TIA-422) 電話線・UTP ハブ リピータ 無線 光ケーブル
表 話 編 歴

OSI参照モデル（OSIさんしょうモデル、英: OSI reference model）は、コンピュータネットワークで利用されている多数のプロトコルについて、それぞれの役割を分類し、明確化するためのモデルである^[1]。国際標準化機構 (ISO) によって策定された。OSI基本参照モデル、OSIモデルなどとも呼ばれ、通信機能（通信プロトコル）を7つの階層に分けて定義している。

概要

OSI参照モデル間の通信（例：第3層から第5層）

OSI参照モデルは、1977年から1984年にかけて定義されたOSIのために策定された。OSI自体は普及せず、OSI参照モデルだけがネットワークの基礎知識として広まったものである。現在幅広くに利用されているEthernetやTCP/IPとは適合していないという主張や^[2]、ネットワークを理解するためのモデルとして不適切であるという意見がある^[3]。タネンバウムは、OSI参照モデルは参照モデルとしては仕様と実装の区別をしている点で有用だが、プレゼンテーション層とセッション層は不要だったとしている^[4]。実際、これら最上位の3層はアプリケーション層として1つにまとめられることが多い^[5]。

OSI参照モデルは ISO 7498 として規格化され、後にITU-Tでは X.200^[6]、JISでは JIS X5003 として、同一内容を定義している。ITU, JISともにネットで規格文書を公開しており、通信規約を規定する技術仕様を記述する上での出発点として用いることができる。

レイヤー構成

国際標準化機構 (ISO) によって制定された、異機種間のデータ通信を実現するためのネットワーク構造の設計方針「開放型システム間相互接続 (Open Systems Interconnection、OSI)」に基づいて通信機能を以下の7階層（レイヤ）に分割する。

OSI参照モデル
7.  アプリケーション層 HTTP DHCP SMTP SNMP SMB FTP Telnet AFP X.500
6.  プレゼンテーション層 HTTP DHCP SMTP SNMP SMB FTP Telnet AFP X.500
5.  セッション層 TLS NetBIOS NWLink DSI ADSP ZIP ASP PAP 名前付きパイプ
4.  トランスポート層 TCP UDP SCTP SPX NBF RTMP AURP NBP ATP AEP QUIC
3.  ネットワーク層 IP ARP RARP ICMP IPX NetBEUI DDP AARP
2.  データリンク層 イーサネット トークンリング アークネット PPP フレームリレー
1.  物理層 RS-232 RS-422 (EIA-422, TIA-422) 電話線・UTP ハブ リピータ 無線 光ケーブル
表 話 編 歴

第7層 : アプリケーション層^{[注釈 1]}

具体的な通信サービス（例えばファイル・メールの転送、遠隔データベースアクセスなど）を提供。HTTPやFTPなどの通信サービス。

第6層 : プレゼンテーション層

データの表現方法（例えばEBCDICコードのテキストファイルをASCIIコードのファイルへ変換する）。

第5層 : セッション層

通信プログラム間の通信の開始から終了までの手順（例えば接続が途切れた場合、接続の回復を試みる）。

第4層 : トランスポート層

ネットワークの端から端までの通信管理（エラー訂正、再送制御など）。

第3層 : ネットワーク層

ネットワークにおける通信経路の選択（ルーティング）。データ中継。

第2層 : データリンク層

直接的（隣接的）に接続されている通信機器間の信号の受け渡し。

第1層 : 物理層

物理的な接続。コネクタのピンの数、コネクタ形状の規定など。銅線–光ファイバ間の電気信号の変換など。

例

下記は、OSIモデルの各層ごとのプロトコルやサービスの例である。ただし上述のようにOSIモデルはOSI準拠プロトコルのための参照モデルであり、OSIスイート以外はOSIモデルに沿って設計・開発される訳ではない。このため、下の例はあくまで「仮にOSIで言えばどの層に相当すると思われる」程度の参考である。

実際には、一部のプロトコルやサービスは、OSIモデルのどの層に属するかについて、いくつかの異なる見解が存在する。また複数層に跨っている物もある。図示の例はあくまでも一見解に過ぎない。

これらの例の他にも、いくつかの教科書では、理解を助けるための参考資料などとして、SNAの7階層やTCP/IPモデルに沿っているプロトコルなどを、このOSIのモデルに対応付けした表などが見られる。これについては、IETFなどがインターネット・プロトコル・スイートの開発はOSIに準拠する意図はないとしている。

→「インターネット・プロトコル・スイート § TCP/IPモデルとOSI参照モデル」も参照

層別の例

表 話 編 歴 OSI参照モデル
7. アプリケーション層	HTTP DHCP SMTP SNMP SMB FTP SMTP SNMP Telnet AFP ZIP X.500
6. プレゼンテーション層	TLS AFP
5. セッション層	NetBIOS NWLink DSI ADSP ASP PAP 名前付きパイプ
4. トランスポート層	TCP UDP SCTP DCCP SPX NBF RTMP AURP NBP ATP AEP QUIC
3. ネットワーク層	IP ARP RARP ICMP IPX NetBEUI DDP AARP
2. データリンク層	イーサネット トークンリング アークネット PPP フレームリレー
1. 物理層	RS-232 RS-422 (EIA-422、TIA-422) 電話線・UTP ハブ リピータ 無線 光ケーブル
カテゴリ

層別・プロトコルスイート別の例

層		例・その他	IP suite、TCP/IP	SS7[7]	AppleTalk suite	OSI suite	IPX/SPX	SNA	UMTS
#	名称
7	アプリケーション層	HL7, Modbus	NNTP, SIP, SSI, DNS, FTP, Gopher, HTTP, NFS, NTP, DHCP, SMPP, SMTP, SNMP, Telnet, RIP, BGP	INAP, MAP, TCAP, ISUP, TUP	AFP, ZIP, RTMP, NBP	FTAM, X.400, X.500, DAP, ROSE, RTSE, ACSE	RIP, SAP	APPC
6	プレゼンテーション層	TDI, ASCII, EBCDIC, MIDI, MPEG	MIME, XDR, SSL/TLS		AFP	ISO/IEC 8823, X.226, ISO/IEC 9576-1, X.236
5	セッション層	名前付きパイプ, NetBIOS, SAP, Half Duplex, Full Duplex, Simplex, SDP	ソケット（TCP, SIP, RTPのセッション確立）		ASP, ADSP, PAP	ISO/IEC 8327, X.225, ISO/IEC 9548-1, X.235	NWLink	DLC?
4	トランスポート層	NBF	TCP, UDP, SCTP		DDP	ISO/IEC 8073, TP0, TP1, TP2, TP3, TP4 (X.224), ISO/IEC 8602, X.234	SPX
3	ネットワーク層	NBF, Q.931, IS-IS	インターネット層,IP, IPv4,IPv6,IPsec, ICMP, IGMP, OSPF	SCCP, MTP	ATP (TokenTalk or EtherTalk)	ISO/IEC 8208, X.25 (PLP), ISO/IEC 8878, X.223, ISO/IEC 8473-1, CLNP X.233.	IPX		RRC PDCP and BMC
2	データリンク層	802.3 (Ethernet), 802.11a/b/g/n MAC/LLC, 802.1Q (VLAN), ATM, HDP, FDDI, Fibre Channel, フレームリレー, HDLC, ISL, PPP, Q.921, トークンリング, CDP, ARP, ITU-T G.hn DLL	リンク層,PPP,媒体アクセス制御,イーサネット, SLIP, PPTP, L2TP	MTP, Q.710	LocalTalk, AppleTalk Remote Access, PPP	ISO/IEC 7666, X.25 (LAPB), トークンバス, X.222, ISO/IEC 8802-2 LLC Type 1 and 2	IEEE 802.3 framing, Ethernet II framing	SDLC	LLC , MAC
1	物理層	RS-232, V.35, V.34, I.430, I.431, T1, E1, 10BASE-T, 100BASE-TX, POTS, SONET, SDH, DSL, 802.11a/b/g/n PHY, ITU-T G.hn PHY		MTP, Q.710	RS-232, RS-422, STP, UTP, Token Ring, PhoneNet	X.25 (X.21bis, EIA/TIA-232, EIA/TIA-449, EIA-530, G.703)		Twinax	UMTS L1

歴史

1970年代中ごろ、ネットワーク機器各社独自のネットワークアーキテクチャーが次々に発表され始めた。IBMのSNA、DECのDNA、富士通のFNA、日立製作所のHNA、日本電気(NEC)のDINA、電電公社のDCNAなどである。機器を一つのメーカー製で揃えられるのであれば問題は無いが現実的には難しく、異なる機種同士を接続するための標準化が急がれていた。

ISO（国際標準化機構）の情報処理システム技術委員会は1977年3月にSC 16を設置、OSIの国際標準化を開始する。

しかし、CCITT^{[注釈 2]}（国際電信電話諮問委員会）がOSI参照モデル案を参考として独自の検討を開始。CCITTとSC 16での意見のすり合わせを行い、基本的な意見を合意。1982年にトランスポート層の標準、1983年にセッション層の標準の草稿が完成。

1984年、情報処理システム技術委員会はSC 16からSC 21にOSIの標準化を引き継がせ、1985年に応用層の新プロトコルを標準化項目に追加した。その後現在まで、拡張や新たなプロトコルの制定が続けられている。^[要出典]

その後、当初の予定では、OSI参照モデルを基に、準拠した通信機器やソフトウェアが開発・製品化していくはずであった。TCP/IPが1990年代中ごろから急速に普及したため、OSI準拠製品は普及しないまま、現在に至る。

回線速度と通信速度

ISDNやADSLやIEEE 802.3などで表記される回線速度は第2層のことであり、例えばファイル転送で計測する通信速度とは異なる。ファイル転送で計測する速度は実アプリケーションから見た速度であって、通常は第3層以上の各種制御情報が付記されるため、回線事業者の謳う回線速度より若干低い値となる。

比喩

→詳細は「en:Layer 8」を参照

米国では、OSI参照モデルの7階層モデルを拡張して技術的でないことまで指し示してしまう、というジョークもある。良く知られているのは10階層モデルであり、「第8層ユーザ層」「第9層財務層」「第10層政治層」あるいは「第8層お金層」「第9層政治層」「第10層宗教層」などとなっている。

ネットワーク技術者が「第8層問題だよ」と言っていれば、それは「ネットワーク自体には問題は無くて、エンドユーザに問題があるんだよ」という意味である。同様に、財務層に問題があるとはコストの面で問題があるということ。お金で解決できることは決して少なくない。政治層は、社内政治や導入に関連するSI同士の競合によって導入できる技術仕様に制限がかかる、といった状況を指す。宗教層は「信ずるもの」の意味である。導入責任者の技術志向性や信念などに相当する。

OSIモデルをタコベルモデル（7段重ねのブリートで有名）と比喩することもある。

「第0層土建層」（有線ネットワークを敷設する建物の構造）という比喩もある。

OSIモデルを”あぷせとねでぶ”と頭文字を取って学習することがある。

関連書籍

• 『OSIプロトコル絵とき読本』（初版）オーム社（1987年発行）　ISBN 4-274-07379-3
• 『OSIプロトコル絵とき読本』（改版）オーム社（1989年発行）　ISBN 4-274-07530-3

脚注

[脚注の使い方]

注釈

1. ^ OSI参照モデルの第7層における「アプリケーション」とは、あくまでHTTPやFTPなどの通信サービスのことであり、いわゆる「アプリケーションソフト」の意味ではない。また "ユーザーが操作するインターフェース" (UI) のことでもない。これは頻繁に誤解されている^[要出典]ことなので注意が必要である。第7層も一般ユーザーには直接には全く見えない形で、メーリングソフトやホームページ作成公開ソフトなどのアプリケーションソフトの背後で動作しているものである。
2. ^ 現在はITU-Tと呼ばれている。

出典

1. ^ 「OSI参照モデル」『日本大百科全書(ニッポニカ)、ASCII.jpデジタル用語辞典』。https://kotobank.jp/word/OSI%E5%8F%82%E7%85%A7%E3%83%A2%E3%83%87%E3%83%AB。コトバンクより2021年6月17日閲覧。 
2. ^ Metzler, Steve Taylor and Jim (2008年9月23日). “Why it's time to let the OSI model die” (英語). Network World. 2021年8月28日閲覧。
3. ^ “Computers Are Bad”. computer.rip. 2021年8月28日閲覧。
4. ^ アンドリュー・Ｓ・タネンバウム、デイビッド・Ｊ・ウエザロール『コンピュータネットワーク』（第5版）日経BP社、2013年9月12日、106,115頁。ISBN 9784822284763。 
5. ^ 日経クロステック（xTECH） (2007年5月17日). “アプリケーションに属する第5～7層（第29回）”. 日経クロステック（xTECH）. 2024年2月19日閲覧。 “実際にはOSI第5～7層が別々のプロトコルとして実装されることはまれです〔…〕インターネットで使われているTCP/IPの体系では、OSI第5～7層に相当する階層がアプリケーション層と呼ばれる一つの階層になっているからです。”
6. ^ “ITU X.200-1988” (PDF) (英語). ITU. Reference Model of Open Systems Interconnection for CCITT applications. 国際電気通信連合 (1988年11月). 2024年2月19日閲覧。
7. ^ ITU-T Recommendation Q.1400 (03/1993), Architecture framework for the development of signalling and OA&M protocols using OSI concepts, pp 4, 7.

関連項目

• DAPRAモデル
• 開放型システム間相互接続（OSI）
• プロトコルスタック
• Open Data-Link Interface
• Network Driver Interface Specification
• カプセル化

表 話 編 歴 OSI参照モデル
7. アプリケーション層	HTTP DHCP SMTP SNMP SMB FTP SMTP SNMP Telnet AFP ZIP X.500
6. プレゼンテーション層	TLS AFP
5. セッション層	NetBIOS NWLink DSI ADSP ASP PAP 名前付きパイプ
4. トランスポート層	TCP UDP SCTP DCCP SPX NBF RTMP AURP NBP ATP AEP QUIC
3. ネットワーク層	IP ARP RARP ICMP IPX NetBEUI DDP AARP
2. データリンク層	イーサネット トークンリング アークネット PPP フレームリレー
1. 物理層	RS-232 RS-422 (EIA-422、TIA-422) 電話線・UTP ハブ リピータ 無線 光ケーブル
カテゴリ

表 話 編 歴 テレコミュニケーション
通信	通信工学 無線工学 電波工学 交換工学 トラヒック理論 電磁気学 マクスウェルの方程式 電磁波 電波/光波 周波数/波長 アンテナ（空中線） 空中線電力 実効輻射電力（ERP） 電離層 電波伝播 ダイバーシティ MIMO 情報理論 シャノン＝ハートレーの定理 最尤復号 誤り訂正 変調方式 標本化定理 フーリエ変換 電信 電気通信 モールス符号 探照灯信号 光通信 光ファイバ 光無線通信 可視光通信 イーサネット（IEEE802.3） インターネット・プロトコル IPv4 IPv6 TCP/IP OSI参照モデル WWW HTTP HTML ストリーミング
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