開放型システム間の相互接続(オープンネットワーク)における、国際標準通信プロトコル体系のことで、ISO(Iinternational Standardization Organization、イソまたはアイエスオー、国際標準化機構)によって提唱されました。

コンピュータ分野における各種の標準体系と同様、具体的な製品の方が先にあり、後から理論的な標準が定められましたので、実際にはOSIに完全準拠した具体的な製品は少なく、ソフトウェア的プロトコルとしてはインターネットで用いられているTCP/IPが、ハードウェア的プロトコルとしてはEthernetが事実上の業界標準プロトコルとなっています。 しかしOSIはネットワーク理論を理解するには好都合なため、次のような「OSI参照モデル」として、実際のプロトコルの役割を説明する時などによく利用されます。

・第7層　アプリケーション層

ネットワーク上で走るアプリケーションプログラムの部分で、ユーザーが実際に相手にする部分です。 具体的にはNetscapeなどのWebブラウザソフト、電信八号などの電子メールソフト、FTPなどのファイル転送ソフト、telnetなどのターミナルエミュレータソフト等があります。

・第6層　プレゼンテーション層

アプリケーション間でやり取りするデータの表記法を決定する部分で、文字コード化、暗号化、データ圧縮などを行います。

・第5層　セッション層

アプリケーション間の通信を制御する部分で、アプリケーション番号を用いて制御メッセージをやり取りします。

第6層と第5層はひとつの規格にまとめられることが多く、例えばUNIX用のBerkeley Sockets API(Application Program Interface)、Windows用のWindows Sockets APIなどがこれに相当します。

・第4層　トランスポート層

第5層以上で作成されたアプリケーションのデータを、第3層以下の層を利用して、目的のコンピュータに転送する部分です。 UNIXのTCP(Transmission Control Protocol)、NetWareのSPX(Sequencel Packet eXchange)などがこれに相当します。

・第3層　ネットワーク層

ネットワークに接続されたコンピュータ間の通信を制御する部分です。 この通信制御のために、それぞれのコンピュータには識別用のネットワーク番号がつけられます。 UNIXのIP(Internet Protocol)、NetWareのIPX(Internet Packet eXchange)などがこれに相当し、ネットワーク番号の例としては、インターネットで使われているIPアドレスがあります。

LANマネージャのNetBEUIは第4層と第3層を合わせた規格で、ちょうどUNIXにおけるTCP/IPに相当します。

・第2層　データリンク層

物理層を利用した通信の制御を行う部分で、物理的手段に依存するメディア・アクセス(MAC)層と、依存しないロジカル・リンク・コントロール(LLC)層とに細分されます。 NetWareのODI(Open Data-link Interface)や、LANマネージャのNDIS(Network Driver Interface Specification)などがこれに相当します。

・第1層　物理層

配線などの物理的な足回り部分のことで、配線材、配線接続方法、距離制限、通信速度などが規定されます。 Ethernet(IEEE802.3 CSMA/CD)は厳密には第2層のMAC層まで含んだ規格ですが、一応これに相当します。

物理層のさらに下に、鉄筋コンクリートなどの建築材を規定したビルフロア層、その下にシャッターの開閉条件などを規定したビル玄関層、その下に駐車条件などを規定した地下駐車場層、その下に耐震性などを規定したビル基礎層、さらにその下に地殻層、その下にマントル層、その下に外殻・内核層があり、そこで用いられる具体的なプロトコルをEarthnetと呼びますが、この用語は某製薬メーカーの某解析室以外では全く用いられていません。

なお地殻層とマントル層の間のインターフェース部分をモホロヴィチッチ不連続面といい、略してモホ不連続面あるいはモホ面と呼ばれます。 これは一見、前の項目で説明したSM-SODomyと関係が深そうに思われがちですが、実際には何の関係も無いと言われています。

プロトコルが異なるネットワーク同士を相互接続するための機器で、OSI参照モデルとの関係から、左表のような区別があります。

これらの機器を使用してネットワーク同士を相互接続する場合、その機器がサポートしている層までは、ネットワークのプロトコルが異なっていても相互接続が可能です。 例えば物理層からネットワーク層まではプロトコルが異なるものの、トランスポート層以上は共通のプロトコルを使用しているネットワークを相互接続する場合はルータを用い、データリンク層まではプロトコルが異なるものの、ネットワーク層以上は共通のプロトコルを使用している場合はブリッジを用います。

・ゲートウェイ(gateway)

第1層から第7層まで全ての層で相互接続する機器で、通常は「ゲートウェイマシン」と呼ばれる独立したコンピュータが用いられます。 (厳密には、ゲートウェイマシンは第4層から第7層を担当し、第3層以下はゲートウェイマシンに接続されたルータが担当します) またこういった細かい区別をせず、ネットワーク同士を相互接続する機器を全てひっくるめてゲートウェイと呼ぶこともあります。

・ルータ(router)

第3層　ネットワーク層で相互接続する機器で、基本的に１本のLANケーブルと複数のLANケーブルを相互接続する１対ｎ中継を行います。

・ブリッジ(bridge)

第2層　データリンク層で相互接続する機器で、基本的に１本のLANケーブルを１本のLANケーブルに相互接続する１対１中継を行います。 １対ｎ中継の場合はｎ本のLANケーブルに同じデータを同時中継します。

・リピータ(repeater)

第1層　物理層で相互接続する機器で、基本的に１本のLANケーブルを１本のLANケーブルに相互接続する、１対１中継を行います。

・ハブ(hub)

元々は車軸を通す車輪の中心部のことですが、コンピュータ分野では、リピータの一種で、スター型配線形態のLANのセンター装置、特にEthernetの10BASE-Tで使用される集線装置を指すことが多いようです。 基本的に１本のLANケーブル(10BASE-5または10BASE-2)を複数のLANケーブル(10BASE-T)に中継する、１対ｎ中継を行います。

ちなみにgatewayとは、ゲートボール場の出入り口に色々な年齢層の人達が色々な方法で集合している様子に由来し、routerとはアメリカの古いTVドラマ「ルート66」に登場した、66本の道が交差している名物交差点に由来し、bridgeとは、横浜ベイブリッジの上で横浜銀蝿が、「港のヨーコ・横浜・横須賀」を口ずさみながらセブンブリッジに興じている様子に由来し、repeaterとは連発銃を持った再犯者が何度となく銃の乱射を繰り返している様子に由来し、hubとは車軸を通す車輪の中心部が、懐かしの名曲「波部の港」を口ずさみながら海岸の波部で釣りをしていたところ、将棋の羽生名人がハブにかまれて困っていたので、波布茶を飲ませて助けた、という故事に由来するという説もありますが、真偽のほどは定かではありません。

LANにおいて、コンピュータ同士を接続する配線形態には、スター型・バス型・リング型(ループ型)という３種類の基本型があります。

トポロジー(topology)とは本来は位相数学のことで、これは「メビウス」という外国のマンガ家に影響された日本のマンガ家大友克洋のキャラクターの顔が、従来の日本マンガのキャラクターとは易学的に少し異なる相をしていることや、岡島二人の小説「クラインの壷」を子供向けTVドラマにしたため、原作の小説とは少し異なる層の視聴者を対象としたことなどを、数え歌を歌いながら研究する学問です。 そしてこの位相数学を研究するために、下宿代を払わずに人の家に居住している学徒のことを「位相郎」といいます。

・スター型LAN

ちょうど電話配線のように、データの中継や交通整理を行うセンター装置を中心にして、放射線状に配線する形態です。 センター装置のことを一般にハブと呼びますが、これは物理層で１対ｎ接続を行うリピータの一種です。

この配線形態は電話線の敷設工事と同時に配線を行うことができること、オフィスのレイアウト変更に柔軟に対応できること、障害時に管理がしやすいこと、10BASE-Tなどのツイストペアケーブルを使用するため、安価なことなどの特徴があります。 このため、オフィスのフロア内に張るフロアLANなどで多く用いられます。

・バス型LAN

水道の配管のように、各コンピュータが共通の主ケーブルを利用してデータをやり取りする配線形態で、この共通利用する主ケーブルのことをバスと呼びます。 この配線形態はノイズに強くて信頼性が高い反面、オフィスのレイアウト変更のたびに配線をし直す必要があること、10BASE-5などの同軸ケーブルを使用するため、高価なことなどの特徴があります。 このため、フロアLAN同士を連結する基幹LAN(バックボーンLAN)などで多く用いられます。

・リング型LAN(ループ型LAN)

各コンピュータをリング状に接続し、ちょうどバケツリレーのように、データを順送りにしてやり取りする配線形態です。 この配線形態はスター型と似て、オフィスのレイアウト変更に柔軟に対応できること、ネットワーク管理がしやすいことなどの特徴があります。