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

ユーザがブラウザを開き、 URLを入力しWebページにアクセスしました。そのURL情報を基にして、HTTPサーバ上にある情報の入手を依頼する「HTTPリクエスト」メッセージが作られます。こうしてアプリケーション層で作られたデータは、次のトランスポート層へ渡されます。

HTTPは信頼性の高い通信を重視するため、トランスポート層のプロトコルとして「TCP」を選択します。

○トランスポート層の処理

アプリケーション層からデータ引き受けたトランスポート層は、HTTPサーバ上でどのアプリケーションに処理してもらいたいかをポート番号で示します。ここでは、HTTPを識別する80番を宛先ポート番号として、送信元ポート番号は接続ごとに重複しない番号を指定します。図では“1025"番が割り当てられました。

TCPはデータを送る前にコネクションの確立を行う必要があるため、HTTPリクエストを届ける前にHTTPサーバ上のTCPと3wayハンドシェイクを実行します。このあとHTTPリクエストにTCPヘッダーを付加したデータセグメントがネットワーク層へ渡されます。

○ネットワーク層の処理

ネットワーク層ではデータ運搬のプロトコルとしてIPが用いられます。送信元と宛先の両者を識別するアドレス情報などを含むIPヘッダーが付加されます。ここでは、HTTPクライアントのIPアドレス「192.168.1.10」が送信元として、HTTPサーバのIPアドレス「172.16.1.100」が宛先としてヘッダーに指定されています。こうしてできたIPヘッダーが付加されたIPパケットがデータリンク層へ渡されます。

○データリンク層の処理

データリンク層では、同一のネットワーク内に所属する機器へデータを届けるため、通信相手を識別するアドレスを指定します。ここでは、同一のイーサネット上でデータを受け取って欲しい相手のMACアドレスを宛先として、自身のMACアドレスを送信元としてフレーム(イーサネット)ヘッダーに記載しています。

また、IPパケットを処理したことを示すE-type値「0800」もヘッダーに付加します。このようにできたイーサネットフレームが物理層へ渡されます。

○物理層の処理

データリンク層から受け取ったフレームを2進数の羅列に分解し、それらを物理層のプロトコルに従って電気信号や光信号に変換します。変換された信号は、伝送路を使って他の機器へ届けられます。ここでは、イーサネットケーブルを用いて電気信号へ変換された“0"と“1"が送信されています。