OSI基本参照モデルとは
OSI基本参照モデルとは、コンピュータネットワークを介して異なるメーカーの機器同士が円滑に通信できるように、通信に必要な機能を7つの階層（レイヤー）に整理した国際的な標準モデルのことです。国際標準化機構（ISO）によって策定されました。
ネットワーク通信には、ケーブルの電気信号の扱いから、宛先への配送、Webブラウザなどのアプリケーションがデータを処理する仕組みまで、非常に多くのステップがあります。これらを役割ごとに7つのグループ（第1層：物理層から、第7層：アプリケーション層まで）に分けることで、各階層が自分の役割だけに専念できるようになり、ネットワークシステムの開発やトラブルシューティング（原因特定）が容易になります。
具体例
インターネットでホームページを閲覧する際の通信の役割分担を、モデルの一部を使って説明します。
- 第7層（アプリケーション層）：Webブラウザが「ホームページのデータをください」というリクエストを解釈します。
- 第3層（ネットワーク層）：宛先であるホームページがあるサーバーの「IPアドレス」を確認し、どのルートで届けるかを決めます。
- 第1層（物理層）：データを電気信号や光信号に変換し、LANケーブルや光ファイバーを通じて相手に送ります。
もう少し詳しく
OSI基本参照モデルの7つの階層は、下位層から順番に以下の役割を持っています。
- 第1層：物理層：コネクタの形状や、データを電気・光信号に変換するための物理的な規格を定めます。リピータハブなどの機器が該当します。
- 第2層：データリンク層：隣接するネットワーク機器間で、誤りのないデータ転送経路（リンク）を確立します。MACアドレスを扱い、スイッチングハブ（L2スイッチ）やブリッジが動作します。
- 第3層：ネットワーク層：異なるネットワーク間の通信ルートを決定し、最終目的地までデータを届けます（ルーティング）。IPアドレスを扱い、ルータ（L3スイッチ）がこの層で動きます。
- 第4層：トランスポート層：通信の信頼性を確保するための層です。データの破損がないかチェックし、再送制御などを行います。ポート番号を扱い、TCPやUDPプロトコルが該当します。
- 第5層：セッション層：送信元と受信元のアプリケーション間で、通信の開始から終了（コネクションの確立・維持・切断）までの手順を管理します。
- 第6層：プレゼンテーション層：データの表現形式（文字コード、データの圧縮形式、暗号化方式など）を定義し、異なるコンピュータ同士でデータが正しく解釈できるようにします。
- 第7層：アプリケーション層：各種アプリケーションに対応した通信サービス（メール、Web閲覧、ファイル転送など）を提供します。HTTPやSMTPなどのプロトコルが該当します。
通信を行う際、データは第7層から第1層へと順に降りていき、各階層で制御用の情報である「ヘッダ」が付加されます。このプロセスを「カプセル化」と呼びます。データを受信した側では、第1層から第7層へ上っていき、各層のヘッダを解析して取り外す「非カプセル化（逆カプセル化）」が行われます。
試験でのポイント
試験における最重要ポイントは、7つの階層の名称と順番、および各階層で機能する「ネットワーク機器」と「プロトコル」の対応関係を完璧に暗記することです。
特に以下の対応関係は非常に出題されやすい頻出問題です。
- ルータは「第3層（ネットワーク層）」でIPアドレスを用いて経路選択（ルーティング）を行う。
- スイッチングハブ（またはブリッジ）は「第2層（データリンク層）」でMACアドレスを用いて転送先を切り分ける。
- リピータハブ（またはリピータ）は「第1層（物理層）」で信号の増幅と整形を行う。
- TCPやUDP、および「ポート番号」は「第4層（トランスポート層）」に位置づけられる。
また、データ送信時に制御情報を追加する「カプセル化」という用語自体の意味や、OSI基本参照モデルと対比される実用的な階層モデルである「TCP/IPモデル」との階層の対応関係についても整理しておく必要があります。
関連する用語
OSI基本参照モデルに関連する概念としては、インターネットの事実上の標準規格である「TCP/IP」、通信時にヘッダ情報を追加する「カプセル化」、ネットワークの宛先を制御する「ルータ」、同一LAN内で働く「スイッチングハブ」、データの受け渡しを信頼性高く行う「トランスポート層」などがあります。