1.1OSI参照モデルとTCP/IP階層

ネットワークスペシャリストの午前II専門では、単に「OSI参照モデルは7層である」という暗記ではなく、目の前の通信障害がどの層で起きているかを切り分け、次の一手を判断する力が問われます。「Webページが表示されない」という1つの現象でも、原因はケーブル断線（物理層）かもしれず、IPルーティングの誤り（ネットワーク層）かもしれず、DNS名前解決の失敗（アプリケーション層）かもしれません。層モデルは切り分けの地図として機能します。

1.1.1OSI参照モデルの7層

• OSI参照モデル＝通信機能を7つの層に分割した国際標準の設計モデル。下位から物理層（L1）・データリンク層（L2）・ネットワーク層（L3）・トランスポート層（L4）・セッション層（L5）・プレゼンテーション層（L6）・アプリケーション層（L7）の順。各層は直下の層が提供するサービスだけを利用し、直上の層にサービスを提供する（層の独立性）。
• 層の独立性のおかげで、下位層を交換しても上位層に影響しない（例：イーサネットからWi-Fiに物理媒体を変えてもIP/TCPアプリはそのまま動く）。この性質が「どの層で障害が起きたか」を他層から切り離して調査できる根拠になる。

1.1.2TCP/IPの4階層との対応

• TCP/IP階層＝実務のインターネット通信で使われる4階層モデル。ネットワークインタフェース層（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）の順で、OSIの上位3層（セッション/プレゼンテーション/アプリケーション）を1層にまとめる点が実務上の大きな違い。
• この対応関係を知っていると、機器のカタログスペックが「L2スイッチ」「L3スイッチ」のようにOSI層番号で書かれていても、TCP/IPでの実装（イーサネット＝L1+L2、IP＝インターネット層）にすぐ読み替えられる。

1.1.3カプセル化とPDU

• カプセル化＝上位層から渡されたデータに、送信側の各層が自層のヘッダ（場合によってはトレーラ）を付加して下位層へ渡していく処理。受信側では逆に各層がヘッダを取り除く非カプセル化が行われる。
• 各層のデータ単位をPDU（プロトコルデータユニット）と呼び、名称が層ごとに異なる＝アプリケーション層はデータ、トランスポート層はセグメント（TCP）/データグラム（UDP）、ネットワーク層はパケット、データリンク層はフレーム。障害報告で「パケットが届かない」「フレームが壊れている」という言葉の違いは、実は問題がどの層で観測されたかを示すヒントになる。

あなたは社内ネットワークの運用担当者で、ある拠点から「特定の業務システムにだけアクセスできない」という報告を受けたとします。まずL3（ネットワーク層）を疑い ping で対象サーバのIPアドレスに到達できるか確認したところ応答があり、IP到達性は正常と判断できました。次に、Webブラウザでアクセスするとタイムアウトする一方、同じサーバの別ポートへの疎通は正常だったため、L4（トランスポート層）の特定ポート（例：TCP 443）がどこかでブロックされている可能性が浮上します。ここで「pingが通るからネットワークは正常なはずだ」と結論づけるのは早計です。ping（ICMP）はL3の到達性のみを確認する検査であり、L4のポート単位のフィルタリング（FWのACL等）を検出できないからです。実際に調査すると、途中経路のファイアウォールがTCP443宛の通信のみ遮断していたことが判明しました。もしこれがDNS名前解決の失敗（社内システムのホスト名が引けない）が原因であれば、それはL7（アプリケーション層）の問題であり対処法（DNSサーバの設定確認）がまったく異なります。このように、症状から「どの層の問題か」を仮説立てて段階的に切り分けることが、闇雲な設定変更より遥かに効率的な障害対応です。

1.1.4この節のまとめ

• OSI7層（物理/データリンク/ネットワーク/トランスポート/セッション/プレゼンテーション/アプリケーション）はTCP/IP4階層でL5〜L7がアプリケーション層1つに統合される
• カプセル化は各層がヘッダを付加して下位層へ渡す処理。PDU名称はデータ/セグメント/パケット/フレームと層ごとに異なる
• 障害切り分けは「症状がどの層の話か」を仮説立てて段階的に検証する（pingはL3のみ検査、L4/L7は別途確認）