ネットワーク基礎・OSI参照モデル・TCP/IP | 中小企業診断士1次試験経営情報システム

「OSI参照モデルって7層あるけど、全部覚えないといけないの？」と最初は途方に暮れました。でも「手紙を送るとき、内容を書く人・封筒に入れる人・ポストに出す人……それぞれ役割が分かれている」というたとえで整理したら、なぜ7つに分けるのかが腑に落ちました。

この記事でわかること

OSI参照モデル7層の役割と代表的なプロトコル
TCP/IPの4層モデルとOSIとの対応関係
IPアドレス（IPv4・IPv6）・サブネットマスクの基礎
主要プロトコル（HTTP/HTTPS・DNS・SMTP・FTP等）の役割
LAN・WAN・VPN・無線LANの種類と特徴

OSI参照モデル——通信を7つの役割に分ける

OSI参照モデル（Open Systems Interconnection）は、異なるメーカーのコンピュータ同士が通信できるよう、通信機能を7つの層（レイヤー）に分けて標準化した枠組みです。

層番号	層名	役割	代表的なプロトコル・機器
第7層	アプリケーション層	ユーザーが直接使うサービス	HTTP・HTTPS・SMTP・FTP・DNS
第6層	プレゼンテーション層	データの形式変換・暗号化・圧縮	SSL/TLS・JPEG・MP4
第5層	セッション層	通信の開始・維持・終了の管理	NetBIOS・RPC
第4層	トランスポート層	端末間の信頼性ある通信・ポート番号	TCP・UDP
第3層	ネットワーク層	異なるネットワーク間の経路選択	IP・ICMP・ルーター
第2層	データリンク層	隣接ノード間のフレーム転送・MACアドレス	Ethernet・スイッチ・PPP
第1層	物理層	ビット列を電気・光信号に変換	ケーブル・ハブ・リピーター

語呂で覚える7層（上から）

「ア・プ・セ・ト・ネ・デ・物」（アプリ・プレゼン・セッション・トランスポート・ネットワーク・データリンク・物理）

試験では「ルーターは第3層（ネットワーク層）」「スイッチは第2層（データリンク層）」「ハブは第1層（物理層）」の対応が頻出。

TCP/IPの4層モデル

実際のインターネットはOSIではなくTCP/IPプロトコル群で動いています。TCP/IPは4層に整理されます。

TCP/IP層	対応するOSI層	主なプロトコル
アプリケーション層	第5〜7層	HTTP・HTTPS・SMTP・POP3・FTP・DNS・Telnet
トランスポート層	第4層	TCP（信頼性あり）・UDP（速度優先）
インターネット層	第3層	IP・ICMP・ARP
ネットワークインターフェース層	第1〜2層	Ethernet・Wi-Fi

TCP vs UDP——試験で問われるポイント

TCP：コネクション型。3ウェイハンドシェイクで接続確立 → データ到達を確認（ACK）→ 信頼性高い。Webページ・メール・ファイル転送
UDP：コネクションレス型。確認なしで送りっぱなし → 高速・低遅延。動画ストリーミング・VoIP・DNS

IPアドレスとサブネット

IPv4とIPv6

IPv4：32ビット。「192.168.1.1」のように4つの0〜255の数字で表す。約43億個のアドレスが理論上の上限。現在枯渇問題あり。

IPv6：128ビット。「2001:0db8:85a3::8a2e:0370:7334」のように16進数で表す。事実上無限のアドレス数。

プライベートIPアドレス：社内LANなど閉じたネットワーク内で自由に使えるアドレス帯（10.x.x.x / 172.16〜31.x.x / 192.168.x.x）。インターネットには直接出ない。

用語	内容
サブネットマスク	IPアドレスのネットワーク部とホスト部を区別するビット列。「/24」はネットワーク部24ビット=256台接続可能
DHCP	クライアントに自動でIPアドレスを割り当てるプロトコル
NAT/NAPT	プライベートIPとグローバルIPを変換。1つのグローバルIPを複数端末で共有可能にする
DNS	ドメイン名（www.example.com）をIPアドレスに変換する仕組み。「インターネットの電話帳」

主要プロトコルとポート番号

プロトコル	ポート番号	用途
HTTP	80	Webページの転送（暗号化なし）
HTTPS	443	SSL/TLSで暗号化したHTTP
SMTP	25	メール送信
POP3	110	メール受信（サーバから削除）
IMAP	143	メール受信（サーバに残す）
FTP	20・21	ファイル転送
DNS	53	ドメイン名解決
SSH	22	暗号化されたリモートログイン

LAN・WAN・VPN・無線LAN

種類	内容	特徴
LAN（構内通信網）	建物・フロア内の閉じたネットワーク	高速・低コスト・自社管理
WAN（広域通信網）	拠点間を結ぶ広域ネットワーク	通信事業者が提供。専用線・MPLS等
VPN	公共インターネット上に仮想的な専用線を構築	暗号化により安全。テレワークに活用
Wi-Fi（無線LAN）	電波による無線接続。IEEE 802.11規格	ケーブル不要。セキュリティ（WPA3）に注意