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OSI参照モデル第1層(レイヤ1)

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「OSI参照モデル第1層(レイヤ1)」

OSI参照モデル第1層(レイヤ1)とは。

回答

物理的な接続。コネクタのピン数、形状の規定、銅線-光ファイバ間の信号の変換など。
リピータハブ(俗称バカハブ)がこれに該当します。(最近は滅多にお目にかかれません。)
現在主流で使われているL2スイッチ(スイッチングハブ、単にハブとも呼ばれています)は第1層の機能に加えて第2層の機能も備えています。

ソース

ハブが備えている第1層の機能であるCSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)方式について
ネットワーク上の端末は回線状態を調べて回線が空いている時のみ通信する。複数の端末が同時に通信しようとして衝突(コリジョン)が発生すると両方とも送信を止める。この後、適当な(ランダムな)時間をおいて通信を再開する。

1.無通信状態


2.AパソコンからCパソコン宛に送信

回線が空いているのでAパソコンから通信を行います。リピータハブ(第1層)では単に物理的にデータを送るだけなので、全ノードにデータを送ります。
Cパソコンは自分宛てのデータが届いたのでデータを受け取ります。Bパソコンは自分宛てのデータではないので受け取りません。
なお、自分宛てのデータではなくても受け取るモードにネットワークカードを切り替えることができます。このモードのことを「プロミスキャスモード」と呼びます。ネットワーク調査等でスニッフィングを行う場合はプロミスキャスモードが必須です。

3.BパソコンからCパソコン宛に送信しようとする

Bパソコンから送信しようとする(送信する)が、回線が使用中なので衝突(Collision)が起こる。

4.両者とも通信をやめる

衝突が起こるとケーブル上の信号が乱れてAパソコン、Bパソコンが検知し通信をやめる。Aパソコン、Bパソコンがランダムな時間通信を待つ。

5.たまたまAパソコンの待ち時間が短くて、Aパソコンが通信を開始する

Aパソコンの待ち時間がBパソコンの待ち時間より短かった場合は、Aパソコンが先ほどの続きのデータの通信を開始する。

6.余談
パケットサイズ毎にパケットに分割して通信するのは、衝突が発生しても今まで正常に届いたパケットのデータを保持して、残りのデータの通信を行うことができるため。
尚、パケットにはヘッダーが含まれるため、パケットサイズが小さいと通信が非効率になる。
また、パケットサイズが小さすぎると、衝突する前に相手にパケットが届いてしまい、衝突を検知できなくなる。
なので最小パケットサイズは64バイトと決められている。
逆にパケットサイズが大きすぎると衝突が発生した時に破棄されるデータ量が大きくなり、非効率になる。