ネットワークの超基本！ エンジニア1年目の教科書 第16回 通信が行われる仕組み

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これまでの連載では、OSI参照モデルをベースに各レイヤの役割とさまざまなプロトコルの概要について紹介しました。各回で紹介した内容を踏まえ、今回は改めて送信元から宛先にデータが送り届けられるまで、通信プロセスの全体像を確認しましょう。
カプセル化と非カプセル化

第3回の連載では、TCP/IP通信における各レイヤ間のデータの受け渡しについて説明しました。そこで学習した大事なポイントを振り返りましょう。

上の図は、送信元から宛先までどのような順序でデータ処理されるかをTCP/IP階層モデルに沿って表現しています(図1)。

まずは、上のレイヤから順番に処理を進める送信元の機器から動作を確認しましょう。アプリケーション層で生成されたデータは、次のトランスポート層へ渡されます。トランスポート層以降のレイヤでは、それぞれの処理に必要な情報を「ヘッダー」という形でデータに付け足していきます。この動作を「カプセル化」と呼びます。

続いて、下のレイヤから順番に処理を進める宛先の機器の動作も確認しましょう。物理層で受け取った信号は"0"と"1"のビット情報へ変換され、次のデータリンク層へ渡されます。データリンク層以降の上位のレイヤにおいては、それぞれの処理に必要な情報が「ヘッダー」から読み込まれます。所定の処理が終わるとヘッダーは取り外されますが、この動作を「非カプセル化」と呼びます。

結果として、送信元と宛先のアプリケーション層は同じ形のデータをやり取りすることになり、それぞれのプログラムによって適切に処理を進めることになります。コンピュータネットワーク上では、このような通信動作を繰り返し行われています。
【図解】ホスト間における通信

「カプセル化」と「非カプセル化」の仕組みを踏まえ、実際の通信ではどのようなプロセスで処理が進むか考えてみましょう。私たちが普段行っている、Webブラウザからインターネットのサイト(Webサーバ)へアクセスしてニュースを見たり、調べ物をしたりといった通信の際に行われている各レイヤの処理を解説します(図2)。

以下では、Web閲覧を要するPCのことを「HTTPクライアント」、Webページを見せるサーバのことを「HTTPサーバ」と呼ぶことにします。まず、最初に送信元として動作するHTTPクライアントの処理から見ていきましょう。(図3)

○アプリケーション層の処理

HTTPクライアントとHTTPサーバ間のデータ交換には、HTTP(Hyper-Text Transfer Protocol)が用いられます。