OSIのネットワークアーキテクチャでは、通信に必要な機能を7つの独立した階層（7階層）に分けて定義しています。

ネットワークでのデータの配送は、大きくコネクション型とコネクションレス型という2種類に分けることができます。

・コネクション型

コネクション型では、データの送信の前に、送信ホストと受信ホスト間で回線の接続をします。

通信の前後にはコネクションの確立と切断の処理を行うのですが、相手が通信不可能な場合はデータを送らずに済みます。


コネクション型では、送受信されるデータは必ずしもパケットにはならないです。

コネクション型には、ATM、フレームワークリレー、TCPなどのプロトコルがあります。

・コネクションレス型

コネクションレス型は、コネクションの確立や切断処理がなく、送信したいデータはいつでも送信することができます。

通信相手がいるかどうかの確認は行っていません。

コネクションレス型には、イーサネットやIP、UDPなどのプロトコルがあります。

■回線交換方式

■パケット交換方式

通信対象の相手の数によって、通信を分類することができます。

・ユニキャスト

1対1の通信。

例：1対1通信の従来の電話。

・ブロードキャスト

すべてのコンピュータ（同じデータリンク内に限られる）

例：不特定多数に向けて報道するテレビ放送

・マルチキャスト

特定のグループ内の通信

例：複数の人が別の場所から参加できるビデオ会議

・エニーキャスト

特定のグループの、どれでもいいからいずれか１つ

例：DNSのルートネームサーバー

・データリンク

…直接接続された機器間で通信するためのプロトコルやネットワークを指す言葉になります。

接続するケーブルの種類としては、ツイストペアケーブル、光ファイバーケーブル、同軸ケーブル、シリアルケーブルなどが利用されます。

利用するデータリンクの種類によって使用するケーブルが変わってきます。

・データリンクの種類、通信媒体、伝送速度、主な用途について

■イーサネット
　・同軸ケーブル：10Mbps、LANで使用
　・ツイストペアケーブル：10Mbps～10Gbps、LANで使用
　・光ファイバーケーブル：10Mbps～100Gbps、LANで使用

■無線
　・電磁波：数Mbps～、LAN～WANで使用

■ATM
　・ツイストペアケーブル：25Mbps、155Mbps、622Mbps、LAN～WAN
　・光ファイバーケーブル：25Mbps、155Mbps、622Mbps、LAN～WAN

■FDDI
　・光ファイバーケーブル：100Mbps、LAN～WAN
　・ツイストペアケーブル：100Mbps、LAN～WAN

■フレームリレー
　・ツイストペアケーブル：64k～1.5Mbps程度、WAN
　・光ファイバーケーブル：64k～1.5Mbps程度、WAN

■ISDN
　・ツイストペアケーブル：64k～1.5Mbps、WAN
　・光ファイバーケーブル：64k～1.5Mbps、WAN

・伝送速度

…2つの機器間を流れるデータの物理的な速さ

単位はbps（Bits Per Second）

媒体中を流れる速さは一定で、データリンクの伝送速度は速くなったり遅くなったりしないです。

・スループット

…ホスト間でやり取りされる転送速度

単位はbps（Bits Per Second）

データリンクの帯域だけではなく、ホストのCPUの能力やネットワークの混雑度、パケット中にデータが占める割合なども考慮した実効転送速度を意味しています。

コンピュータをネットワークに接続するときに、ネットワークインタフェースが必要になります。

別名で、NIC、ネットワークアダプタ、ネットワークカード、LANカードとよばれることもあります。


最近では「LAN内臓」のイーサネットの1000BASE-Tや100BASE-TXのポートがはじめから備わっているものもあります。

NICが備わっていないものになると、イーサネットのNICを拡張スロットなどに増設しなければなりません。

また、NICがないラップトップ型のコンピュータの場合は、ExpressCardやCardBus、コンパクトフラッシュ、USBなどで接続するNICが利用されます。

・ポート

…コンピュータ機器の外部インターフェースのことです。

・NIC

…LANを使うために機能が集約された部品になります。

リピーターはOSI参照モデルの第1層の物理層でネットワークを延長する機器になります。

ケーブル内の電気や光信号を受信し、増幅や波形の整形などをしたのちに、別の側でも再生する機器です。

リピーターでは100Mbpsと10Mbpsのイーサネットを相互接続することはできず、速度交換が必要な場合は、ブリッジやルーターが必要になります。

ブリッジは、OSI参照モデルの第2層、データリンク層でネットワーク同士を接続する装置になります。

ネットワークとネットワークの懸け橋として、データリンクのフレームを認識しブリッジ内に蓄積し、接続された相手側のセグメントに新たなフレームとして送出します。


壊れていないデータはすべて伝えるようにする動きができます。

ブリッジの機能をもったハブをスイッチングハブと呼び、リピーターの機能しか持たないハブをリピーターハブといいます。

・フレーム

…パケットとほぼ同じ意味ですが、データリンク層では、フレームと表現するのが一般的です。

・セグメント

…分割、区分という意味ですが、ネットワークを指して使われます。

ルーターは、OSI参照モデルの第3層、ネットワーク層の処理を行います。

ネットワークとネットワークを接続しパケットを中継する装置のことです。


ブリッジは物理アドレス（MACアドレス）で処理を行いますが、ルーターはネットワーク層のアドレスで処理を行います。TCP/IPでのネットワーク層でのIPアドレスになります。

ルーターは異なるデータリンク層を相互に接続することができ、さらにネットワークの負荷を仕切る役割もします。

レイヤ4-7スイッチは、OSI参照モデルのトランスポート層からアプリケーション層の情報に基づいて配送処理を行います。

ロードバランサーは、複数のサーバーに負荷を分散するレイヤ4-7スイッチの一種です。

遠方の回線間でのデータ転送を高速化する仕組みや、特定のアプリケーションの高速化、インターネット経由の外部からの不正アクセス防止のファイアウォールなどの機能もあり、用途に応じてさまざま利用されています。

OSI参照モデルのトランスポート層からアプリケーション層までの階層で、データを変換して中継する装置のことです。

レイヤ4-7スイッチと同じく、トランスポート層以上の情報を見てパケット処理をしますが、それだけでなくゲートウェイにはデータを変換する機能もあります。

互いに直接通信できない2つの異なるプロトコルの翻訳作業を行い通信できるようにしたりします。