セッション層、プレゼンテーション層、アプリケーション層

OSIモデルの上位層は、ユーザーに最も近い位置にあります。第5層はセッション層、第6層はプレゼンテーション層、第7層はアプリケーション層です。これらの層は通信のやり取りを管理し、データの形式を整えて保護し、プログラムが利用するサービスを提供します。下位層がビットを移動させるのに対し、上位3層は生のデータを人やアプリケーションにとって意味のあるやり取りへ変換します。

セッション層は、2つのアプリケーション間の対話、つまりセッションを管理します。接続を整理された形で開始、維持、終了し、複数の通信を別々に扱うこともできます。たとえばログインセッション中のやり取りを追跡し、双方が現在の状態を把握できるようにします。セッション層は、関連する通信を時間の経過に沿ってまとめ、秩序ある状態に保ちます。

セッション層は同期も扱い、長時間にわたるデータ交換にチェックポイントを設定します。転送が中断された場合、最初からやり直さず、最後のチェックポイントから再開できます。また、通信を一度に一方向だけ行うか、両方向で同時に行うかも決定します。こうした制御により、アプリケーション間の複雑で長時間に及ぶ通信を連携させ、復旧可能にします。

プレゼンテーション層は、双方が理解できる形式にデータを変換します。フォーマット、文字エンコーディング、データ構造を扱い、一方のアプリケーションが送信した内容を別のアプリケーションが読み取れるようにします。アプリケーションとネットワークの間の翻訳者として働き、システムごとのデータ表現の違いによって通信が壊れないようにします。形式の互換性を確保することが、この層の中心的な役割です。

プレゼンテーション層では、暗号化と圧縮も一般的に処理します。暗号化は、意図した受信者だけがデータを読めるように内容を変換し、プライバシーを保護します。圧縮はデータのサイズを小さくして、必要な帯域幅を減らし、転送を高速化します。これらの変換は、データが送信される前の表現方法を変えるものなので、フォーマットやエンコーディングとともにプレゼンテーション層で扱うのが自然です。

アプリケーション層は最上位の層で、ネットワークサービスとユーザーが利用するプログラムの接点となります。これはアプリそのものを意味するのではなく、アプリが利用するプロトコルを指します。たとえば、WebにはHTTP、メールにはSMTP、名前の検索にはDNSが使われます。Webを閲覧したりメールを送信したりするとき、皆さんはアプリケーション層のプロトコルを利用しています。これはユーザーに最も近い層です。

私たちになじみのある多くのプロトコルはレイヤー7で動作します。HTTPとHTTPSはWebページを提供し、SMTPはメールを送信し、FTPはファイルを転送し、DNSは名前を解決します。それぞれのプロトコルは、クライアントとサーバーが特定の種類のサービスをどのようにやり取りするかを定義します。これらのプロトコルにより、アプリケーションは通信方法を毎回作り直すことなく、ネットワークサービスを要求・提供するための標準的な方法を利用できます。

この3つの層が最も身近に感じられるのは、ユーザー体験に大きく関わるためです。通信がどのように進むか、データがどのような形式で保護されるか、どのサービスが提供されるかを決めています。ユーザーが電圧やルーティングを意識することはありませんが、Webサービスの遅さやログインの失敗は直接体験します。上位層は、ネットワークを人々が実際に利用できる形へと変換しているのです。

実用的なTCP/IPモデルでは、これら3つのOSI層を1つのアプリケーション層に統合します。HTTPのような実際のプロトコルは、セッション、プレゼンテーション、アプリケーションの役割をきれいに分離しているわけではありません。OSIは理解しやすくするためにそれらを分け、それぞれの機能について考えられるようにしています。両方の見方を知っていれば、実際のプロトコルがOSIのどの層に関係するのかを正確に対応付けられます。

プロトコルに出会ったら、どの層の役割を担うものかを考えてみてください。HTTP、DNS、SMTPはアプリケーション層（レイヤー7）です。TLSのような暗号化やデータのフォーマットは、プレゼンテーション層の役割（レイヤー6）に対応します。ログインやセッションの管理は、セッション層（レイヤー5）の処理に当たります。この対応付けを習慣にすると、新しいプロトコルも簡単に位置付けられ、それぞれの役割がすぐに明確になります。

セッション層は通信を管理し、チェックポイントを設定します。プレゼンテーション層はデータをフォーマットし、暗号化・圧縮します。アプリケーション層はHTTP、SMTP、DNSなどのプロトコルを通じて、ユーザー向けのサービスを提供します。TCP/IPでは統合されるこのOSIの上位3層が、ネットワークによる単純なデータ配信を、私たちが日々利用する意味のある安全で使いやすいサービスへと変えているのです。

HTTP、SMTP、DNSなどのプロトコルを含むOSI層はどれですか？

OSIの上位層はユーザーにサービスを提供します。セッション層（レイヤー5）は通信を開始・維持し、同期します。プレゼンテーション層（レイヤー6）はフォーマット、暗号化、圧縮を処理します。アプリケーション層（レイヤー7）は、HTTP、SMTP、DNSなどのプロトコルを通じてサービスを提供します。TCP/IPモデルでは、この3つの層が1つのアプリケーション層に統合されますが、OSIでは理解しやすいように分けて考えます。