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プロトコルとは?種類全部わかりやすく解説&まとめ

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プロトコルとは?

プロトコルとは、コンピューターネットワークで通信を行うための手順や約束事を言います。会話で言うところの言語のようなもので、お互い意思疎通をするにあたり、「日本語」を使うか、「英語」を使うかを決めておかないと、意思疎通ができないですよね。

プロトコルも同じで、コンピューターが意思疎通をするにあたり、どういう通信をするか決めておくことで、やりとりができるようになります。

プロトコルの種類はたくさんある?!

プロトコルの種類、実はたくさんあります。ここでは、1つずつ、解説をしていきたいと思います。

TCP/IPとは?

まずプロトコルで覚えておきたいのが、TCP/IPというすべての大元になるものです。

TCPとは、TCPとはTransmission Control Protocolの略で、「送ったデータが相手に届いたか、その都度確認する通信」や「正確な信号を送信する通信の規格を定めたもの」です。

わかりやすく言うと、エラーが起きてもクライアント側は繰り返しサーバにリクエストを送信し、サーバ側は正常に受け取って確実にレスポンスを返します。

また、IPは、Internet Protocolの略で、主にIPアドレスというもので送受信先の相手を特定する仕組みです。

このTCP/IPは、インターネットが発明されたときにできた規格で、世界標準になっており、インターネット・プロトコル・スイートとも呼びます。

通信プロトコルとしては、このTCP/IPに含まれているものを覚えておけば、大丈夫です。

 

TCP/IPの4つの層

TCP/IPには、4つの層(レイヤー)があり、その層ごとに様々なプロトコルがあります。

主なプロトコル 用途
4層 アプリケーション層 HTTP、FTP、SMTP等 メール、HP閲覧、ファイル転送
3層 トランスポート層 TCP、UDP 通信方式の選定
2層 インターネット層 IP 相手先の特定
1層 ネットワークインターフェース層 ETHERNET、WIFI、PPP 物理的なLANケーブルでPCを接続、ルーターの接続

例えば、4層にあるHTTPって、聞いたことありますよね?URLの最初につけるものですが、これはTCP/IPの中にあるプロトコルの1つで、HPの情報を閲覧したり、フォームから問い合わせをしたりするときに使うプロトコルです。

 

ネットワークインターフェース層(1層)とは

ネットワークインターフェース層は、物理的なケーブルでの接続の層になります。パソコンやサーバー、複合機、スマホもそうですが、ネットワークでつながないと、使えないですよね。そして、ただつなげばいいわけではなく、どういったプロトコルでつなぐかも決めておかないと通信ができません。

ETHERNETとは

ネットワークインターフェース層での代表的なプロトコルが、ETHERNETです。これは、有線LANケーブルでの接続のことを指します。現在、ほぼすべてのPCや複合機はLANケーブルでつないでいると思いますが、その際に使われている世界標準のプロトコルになります。

ETHERNETでよく聞く、MACアドレスとは?

イーサネット上の各端末を区別するために、製造段階で割り振られる固有のMACアドレスというものを持っています。これは、イーサネットの上位に位置する通信規格であるIPプロトコルのIPアドレスとは別です。

※ETHERNET上でどの端末かを特定するものをMACアドレスと言い、ルーターの設定で、不正アクセスを防ぐために、アクセスできる端末を特定する時に使います。

wikipediaより

 

WIFI(無線LAN)とは

WIFIとは、無線LANプロトコルの中で、アメリカのWi-Fi Allianceという団体が定義する「登録商標」の事です。

現在は、ほぼ同一と考えてもいいと思います。無線LANもネットワークインターフェース層に属するプロトコルで、離れた端末同士でも、通信ができる技術のことを言います。

 

PPPとは

PPPとは、Point-to-Point Protocolの略です。電話回線等を使って、1対1の通信で利用されるプロトコルのことです。ルーターに接続するときや、モデムを使ってパソコンをインターネットに接続するときに使用します。

PPPは、伝送エラーの検出、アドレス情報の交換、接続相手の確認など機能も持っています。

PPPoE(PPP over Ethernet)とは

イーサネット上でPPPのデータをやりとりするプロトコルのことを言います。今までのインターネットは、基本このPPPoE 接続を行い、電話回線でも、ETHERNETとインターネット通信ができるようにしていました。

最近は、IPOE方式という電話回線は使わず、すべてETHERNETで通信をする方式が浸透してきています。

 

インターネット層(2層)とは

インターネット層は、IP(Internet Protocol)が含まれる層になります。主に通信の相手先を特定するレイヤーです。

IPとは

IPとは、Internet Protocolの事ですが、IPアドレスというものを使って、通信の相手先を特定しています。MACアドレスを物理アドレスというのに対して、IPアドレスを論理アドレスと言ったりします。IPアドレスはIPV4とIPV6という2つのバージョンがあります。

詳細はこちらから↓

 

トランスポート層(3層)とは

このトランスポート層が一番なじみがないのではないでしょうか。このトランスポート層では、通信方式を決める層になります。1層で物理的に接続し、2層で相手先を特定した後、この3層で通信方式を決め、2層と4層を中継します。トランスポート層では、TCPとUDPという2つの方式があります。

TCPとUDPの違い

TCP UDP
通信方式 コネクション型 コネクションレス型
信頼性 高い 低い
転送速度 遅い 速い
主な用途 メール、HPの閲覧、ファイル転送等 音声通話、動画、ウェブ会議、少量のデータ送信等リアルタイム通信に向いている
特徴 ・通信開始前に相手との間で仮想的な通信路を確保します。

・送信中にデータが破損してしまっても、これを検出してデータの再送を行い確実に通信をします。

・順番の制御も行う

・通信開始前に相手との間で、事前のやり取りをしません。

・正確性は無いのですが、素早くデータを送信する際に適した方法。

・オーバーヘッドがなく、データが軽い

 

アプリケーション層(4層)とは

1~3層が土台となるプロトコルだったのに対して、4層のアプリケーション層は、ソフトウェアによる便利なサービスなどを付加するためレイヤーになります。ユーザが直接触ることになる部分で、インターネット上で技術を駆使して展開されている様々なサービスは、このアプリケーション層に属するプロトコルを利用しているものが多いです。

 

HTTP、HTTPSとは

HTTPとは、Hyper Text Transfer Protocolの略です。これは、HTML(Hyper Text Markup Language)というプログラムで書かれたHPの情報をやりとりするプロトコルです。基本、HPの閲覧はこのプロトコルになります。

また、HTTPは暗号化されていないのに対して、HTTPSは暗号化してデータの送受信を行います。

 

SMTPとは

SMTPとは、Simple Mail Transfer Protocolの略です。簡単なメール送信のプロトコルになります。

通常メールを送る場合は、このSMTPプロトコルを使って、相手の宛先、本文、件名等の情報を、相手のメールサーバーまで特定して送信をします。

 

POPとは

POPとは、Post Office Protocolの略です。SMTPとは異なり、こちらはメールを受信するためのプロトコルです。サーバー上に届いたメールをダウンロードして、メールソフトで閲覧できるようにするプロトコルです。POPの場合、サーバーからメールをダウンロードしてしまいますので、他の端末でサーバーに見に行っても、もうそこにメールはありません。

IMAPとは

Internet Message Access Protocolは略です。IMAPもメールを受信するためのプロトコルですが、IMAPは、POPと違って、メールをサーバーからダウンロードはせず、直接サーバー上のメールを見に行きます。そのため、PCで見たり、スマホで見たりできます。また、メールを開封したかどうかも、共有されますので、便利です。Gmailやhotmailなどのウェブメールは、すべてこのIMAPになります。

FTPとは

FTPとは、File Transfer Protocolの略です。FTPは、サーバーとクライアント間で、ファイルを送受信するためのプロトコルになります。HP制作をする人は、良く使うと思います。サーバー上にファイルをアップロードするときに使います。

また、SFTPというプロトコルもありまして、FTPが暗号化されていないのに対して、SFTPはファイルを暗号化して送るため、セキュリティが向上します。

DNSとは

DNSとは、Domain Name Systemの略です。これはHPを閲覧する時に、IPアドレスではなく、ドメイン名を使って、アクセスするためのプロトコルです。すべてのURLは、本来IPアドレスになっています。弊社のHPだと、「83.181.90.12」というIPアドレスになるのですが、これでは、ユーザーが利用するのに使いづらいですよね。そこで、DNSというプロトコルで、83.181.90.12 = ardent.jpという名前に変換をして、アクセスできるようにしています。このユーザーがardent.jpをブラウザに打ち込めば、裏側でDNSが83.181.90.12を返してきて、コンピューター上にHPが表示されることを名前解決とも呼びます。

 

DHCPとは

DHCPとは、Dynamic Host Configuration Protocolの略です。社内でルーター配下にPCを複数台接続すると思いますが、インターネットにアクセスするには、すべての端末にIPv4アドレス、 サブネットマスク、デフォルトゲートウェイ、DNSサーバという情報を入力する必要があります。

しかし、これは大変手間なので、DHCPというプロトコルを使い、DHCPサーバーに問い合わせをすることで、自動的にすべての端末に設定情報を付与することができます。このDHCPサーバーは、基本的にはルーターのDHCP機能で行います。

 

プロトコルのまとめ

パソコンでHPを見るという行為にしても、実はいろいろなプロトコルを使って通信をしていることになります。まずは第1層のETHERNETプロトコルで、LANケーブルでルーターと接続。

その後、第2層のIPプロトコルで、相手先のHPサーバーを特定。

第3層のTCPプロトコルで、データ通信のやり方を決め、その後、HTTP,もしくはHTTPSというプロトコルで、画面上にHPの情報が表示させるということになります。

かなり難しい用語が並んでしまいましたが、社内のネットワークを構築するときや、メール設定、ルーター設定、HP作る、ファイルをサーバーに上げるなど、いろんなインターネット、パソコンを操作する時に使っているプロトコル(言葉)になります。

覚えておくと、理解が進みますので、ぜひ頭に入れておきましょう!

 

 

 

 

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