1.1ネットワークの構成要素と基本概念

ネットワークのサポート業務では、「Webが開けない」という一言の裏で、ケーブルの抜け（物理）・スイッチの問題（L2）・IP設定の誤り（L3）・名前解決の失敗（アプリ）など、まったく違う原因が起こり得ます。これらを切り分ける最初の地図が層モデルです。この節ではTCP/IPモデルとOSI参照モデルの対応を押さえ、データが各層を下りながらヘッダを付けられていくカプセル化、そしてフレームとパケット、MACアドレスとIPアドレスという「2種類の住所」を、暗記ではなく症状をどの層に振り分けるかという視点で学びます。

1.1.12つのモデルとその対応

• OSI参照モデルは通信を7層に分ける教科書的なモデル：下位から物理(L1)/データリンク(L2)/ネットワーク(L3)/トランスポート(L4)/セッション(L5)/プレゼンテーション(L6)/アプリケーション(L7)。各層は下の層のサービスだけを使い上の層へサービスを渡すため、下の層を替えても上の層に影響しない（層の独立性）。
• TCP/IPモデルは実務でよく使う4階層：ネットワークアクセス層(OSIのL1+L2相当)/インターネット層(L3相当)/トランスポート層(L4相当)/アプリケーション層(L5〜L7相当)。OSIの上位3層を1つにまとめるのが最大の違いで、実際のインターネットはこのモデルに基づく。
• 2つは別物ではなく同じ通信を違う粒度で描いた地図。サポート現場では「L3の到達性」「L2のスイッチ」のようにOSIの層番号で語りつつ、仕組みはTCP/IPで動く、という対応を頭に置くと会話がかみ合う。

1.1.2カプセル化とフレーム・パケット

• カプセル化＝送信側で各層が自分のヘッダ（L2はトレーラも）を付けて下の層へ渡していく処理。受信側は逆に各層でヘッダを外していく。各層のデータのかたまりは名前が違い、データ(L7)→セグメント(L4)→パケット(L3)→フレーム(L2)→ビット(L1)と呼ぶ。
• パケットはL3（IP）のかたまりで送信元/宛先のIPアドレスを持ち、ネットワークをまたいで運ばれる。フレームはL2のかたまりで、パケットをさらに送信元/宛先のMACアドレスで包んだもの＝同じセグメント内の次の機器まで運ぶための単位。「どこまで届けるか」の範囲が両者で違う。
• 障害報告の言葉遣いはヒントになる：「フレームのエラーが多い」ならL2/物理、「パケットが届かない・別ネットに行けない」ならL3、「名前が引けない」ならアプリ層。症状からどの層・どの単位の話かを見分けるのがサポートの第一歩。

ヘルプデスクにあるユーザから「同じ島の同僚とはファイル共有できるのに、別フロアのサーバにだけ全然つながらない」と連絡が来たとします。ここで層モデルの見方があると、原因の当たりを素早く付けられます。まず「同じ島（同一セグメント）内は通じる」ということは、そのPCのLANケーブルやスイッチのポート（物理・L2）、そしてMACアドレスによるフレーム転送は正常に動いている可能性が高い、と判断できます。問題は「別フロア＝別ネットワークにだけ行けない」点で、これはパケットを別ネットワークへ送り出すL3の話です。別ネットへ出るにはIPの設定（特に後の章で学ぶデフォルトゲートウェイ）が必要なので、まず ipconfig（Windows）でそのPCのIPアドレスやゲートウェイ設定を確認するのが妥当な次の一手になります。逆に、もし同じ島の同僚とも通じないなら、疑う層は物理/L2へ下がります。ここで大切なのは、「同一セグメント内はフレーム＝MAC、別ネットワーク越えはパケット＝IP」という層の役割分担を知っていれば、症状の範囲（どこまで通じるか）から原因の層をしぼり込めるという点です。用語の暗記ではなく、症状を層に翻訳するこのクセが、サポートのスピードを決めます。

1.1.3この節のまとめ

• OSI7層とTCP/IP4層は同じ通信の別粒度の地図。TCP/IPはOSIの上位3層(L5〜L7)を1つにまとめる
• カプセル化で各層がヘッダを付け、PDUはデータ/セグメント/パケット/フレーム/ビットと層で名前が変わる
• フレームはMACで同一セグメント内、パケットはIPで別ネットワークへ。症状の範囲から原因の層を見分けるのが基本