通信の階層モデル — 役割ごとの層に分ける

階層モデルには、教科書的なOSI参照モデル（7層）と、実際のインターネットに沿ったTCP/IPモデル（4層）があります。層の数は違いますが、指しているものは対応します。

代表的なプロトコルを層ごとに押さえると、地図が一気に読めます。

• アプリ層 — HTTP（Web）・DNS・SMTP など、アプリ同士の会話の約束
• トランスポート層 — TCP／UDP。相手まで確実に／速く届ける担当（3ウェイハンドシェイクはTCPの話）
• ネットワーク（インターネット）層 — IP。どこへ届けるかの住所と経路
• リンク層 — Ethernet／Wi-Fi。目の前の1区間を実際に運ぶ

対応の勘所は、OSIの上位3層がTCP/IPの1つのアプリ層にまとまること、下位2層がリンク層にまとまることです。

登場人物メモ:

• ※1 OSI参照モデル — 通信を7層に細かく分けた、理解・整理のための標準モデル
• ※2 TCP/IPモデル — 実際のインターネットが従う、4層の実務的なモデル
• ※3 ヘッダ — 各層が付け足す「宛先や制御の情報」の見出し部分

層をまたぐとき、データはどう変わるのか。鍵はカプセル化です。送信側では、下の層へ渡すたびに、その層のヘッダで包んでいきます。

1. アプリがデータを作る（例：HTTPの中身）
2. トランスポート層がTCPヘッダを付け、セグメントにする
3. ネットワーク層がIPヘッダを付け、パケットにする
4. リンク層がヘッダを付け、フレームにして送り出す

受信側は、これを逆順にはがしていきます（非カプセル化）。各層は、相手側の同じ層が付けたヘッダだけを読みます。だから下の層がどう運んだかを、上の層は気にしなくてよいのです。

層に分ける最大の恩恵は、独立して差し替えられることです。

• リンク層を有線からWi-Fiに変えても、上のIPやHTTPはそのまま
• 同じIPの上で、TCP（確実）とUDP（速い）を用途で選べる
• アプリを新しくしても、下の運搬層はいじらなくてよい

この独立性のおかげで、通信は部品ごとに進化できます。実際の機器では、NICがリンク層と物理の橋渡しを担い、ネットワーク全体図の各機器がそれぞれ担当の層で仕事をしています。

• 層の取り違え — 「届かない」原因がIP（住所）かリンク（配線）か、層で切り分ける
• MTU超過 — 1フレームに載る上限を超えると分割が要る。リンク層の制約が上に効く例
• モデルは地図 — OSIとTCP/IPは分け方が違うだけ。現実がどちらかにきっちり従うわけではない
• ヘッダの分だけ増える — カプセル化で毎回ヘッダが付くので、運ぶ総量は中身より少し大きくなる