物理層

第1層の物理層の役割りは、物理的な規格を決めていることです。コンピュータが理解する「0」「1」のデータ(ビット列)をケーブルに流すために電気信号に変換します。(光ファイバケーブルなら、光信号、無線なら電磁波に変換します)また、その逆の電気信号から「0」「1」のデータ(ビット列)への変換も行います。
また、ケーブルの長さやコネクタの形も物理層の規格になっています。

データリンク層

第2層データリンク層の役割りは、隣接ノード間の通信を保証することです。
まずノードという言葉ですが、こちらはコンピュータやルータ、スイッチなどのネットワーク機器のことをいいます。そして、隣接ノードとは同じケーブルにつながっているノードということです。図でいうと、コンピュータA、B、Cは同じケーブルにつながっています。ですから、AとB、BとC、CとAは互いに隣接ノードの関係になっています。



データリンク層では、AからB、BからC、CからAの通信を行います。LAN(Local Area Network)は、物理層とこのデータリンク層の規格になります。

ネットワーク層

第3層ネットワーク層では、エンドツーエンドの通信経路を決める役割りがあります。
エンドツーエンドの通信経路というのは、端末間の通信経路のことです。ルータによって、いくつかのネットワークが接続されるのですが、その各ネットワークに存在するコンピュータ間の通信経路をエンドツーエンドの通信経路といいます。

図でいうと、AからGという経路になります。



AからGあてに送られるデータは、ルータがどこのネットワーク宛てかということを判断して、その経路を選択します。この経路を選択するというのがルータの重要な機能でルーティングと呼んでいます。
のちのちにルータについて解説しますが、ルータは「OSI第3層のネットワーク層で機能するネットワーク機器である」という定義は、こういったところからきています。

経路を選択するために、各コンピュータにアドレスをつける必要があります。そのアドレスをソフトウェアアドレスといいますが、TCP/IPでいうとIPアドレスということになります。(ソフトウェアアドレスというのは、変更可能なアドレスという意味です)

トランスポート層

第4層トランスポート層の役割りは、エンドツーエンドの通信を行うときの品質を保証することです。

ネットワーク層でエンドツーエンドの通信経路がわかるわけですが、ネットワークが混雑しているときなどは、相手にきちんとデータが届かない可能性もあります。トランスポート層によって、相手にきちんとデータが届くことを保証します。
そのために、コネクションの確立、フロー制御、エラー検出、エラー再送制御といったことを行います。

コネクションの確立は、相手が正常に通信できるかということを確認することです。フロー制御は、データが正しい順番で届くように制御したり、ネットワークが混雑しているときに送信するデータの量を調節することです。また、エラー検出は送ったデータに間違いがあるかどうか調べることで、もし間違いがあればデータを送りなおすということがエラー再送制御です。

こういったことを行って、エンドツーエンドでの通信の品質保証を行うのが、トランスポート層の機能です。

今回紹介している物理層、データリンク層、ネットワーク層、トランスポート層をOSI下位層と呼んでいます。