物理層って何？　それは「データを運ぶための約束事」です！

こんにちは！
IT・プログラミング関連講師の荒川栄一郎です。
本日は「物理層」について記述します。

★「OSI参照モデル」って何？

まず「物理層」についてお伝えする前に
なぜ通信ができるようになったのかを知る必要がありますので
「OSI参照モデル」の概要についてお伝えします。

現在はインターネットを利用して
HP（ホームページ）を閲覧したり
FacebookやTwitterなどのSNS（Social Networking Service）で
情報のやり取りを行うことができますよね。

この情報のやり取りには
データの通信が行われているのですが
通信を行うためには、いろいろな約束事があります。

ネットワークを利用した通信は
以前は同じメーカー同士の機器間でしか行うことができませんでしたが
異なるメーカーの機器でも通信ができるように
共通化に向けてネットワークの統一モデルが作成されました。

このネットワークの統一モデルのことを
「OSI参照モデル」と言います。

OSIとは
「Open Systems Interconnection」の略語です。

「OSI参照モデル」は
国際標準化機構(ISO)によって策定された
コンピュータの持つべき通信機能を階層構造に分割したモデルです。

偶然にも「OSI」を逆から読むと「ISO」になりますが
ねらって命名されたのかは定かではありません。

「OSI参照モデル」の階層は
●アプリケーション層（第7層）
●プレゼンテーション層（第6層）
●セッション層（第5層）
●トランスポート層（第4層）
●ネットワーク層（第3層）
●データリンク層（第2層）
●物理層（第1層）
の7層構造になっています。

もう少し簡単に言うと
コンピュータを含めたネットワーク機器間でネットワーク通信を行うための
7つの約束事が定められています。

このようにOSI参照モデルは「7つの層（レイヤ）」で構成されており
最下部の物理層がが「第1層」で
最上部のアプリケーション層が「第7層」となっています。

これが「OSI参照モデル」であり
これにより異なるメーカーの機器同士で
通信ができるようになりました。

★「物理層」の約束事って何？

「OSI参照モデル」は7つの約束事が定められていますが
「物理層」の約束事とは何なのでしょうか？

「物理層」の約束事。。。
それは「データを運ぶための約束事」です！

コンピュータ同士で通信を行うには
必ず「送信側」と「受信側」があります。

「物理層」の約束事とは
送信側の「物理層」と受信側の「物理層」の間での約束事で
送信側から受信側に物理的にデータを運ぶための約束事です。

例えて言うと
データと言う荷物をトラックに積み込んで運ぶという感じでしょうか。

「物理層」は、上位層から送られてきたデータを
「電気信号」や「光信号」や「電波」などに変換するための手段が定義されています。

コンピュータは
「0」と「1」で構成されているデジタル信号しか理解できませんので
デジタル信号を「電気信号」に変換して送る必要があります。

有線LANであれば
デジタル信号を「電気信号」や「光信号」に変換して送ります。

無線LANであれば
デジタル信号を「電波」に変換して送ります。

もちろん受信側では
送られた「電気信号」や「光信号」や「電波」を
デジタル信号に変換して利用されています。

「物理層」は
このように郵便局や宅配業者のように
データと言う荷物を運ぶ仕事をしているのですね！
確かに郵便物や荷物は、理屈ではなく物理的に届けられなければいけませんね！

このような「データを運ぶための約束事」を定めているのが
「物理層」になります。

★物理層の主な通信プロトコル

「プロトコル」とは「ルール」とか「約束事」という意味です。

物理層の主な約束事には
●イーサネット
●無線LAN
があります。

イーサネットは
英語では「Ethernet」と書きますが
主にPCなどで信号のやり取りに用いられている規格で
「有線LAN」の通信規格になります。

イーサネットは有線LANにおける規格であるため
ネットワークで共有するためにはLANケーブルが必要です。

イーサネットのケーブルの種類には
●同軸ケーブル
●光ファイバーケーブル
●ツイストペアケーブル
があります。

無線LANは
無線通信を利用して
コンピュータ同士でデータの送受信を行うLANシステムの規格で
「ワイヤレスLAN」とも呼ばれています。

また無線LANの規格には
多くの人が知っている「Wi-Fi」があります。

無線LANは電波で通信が行われており
悪意のある者に通信内容を盗聴される危険性があります。

それを回避するために
無線LANの通信は暗号化して通信が行われています。

★物理層のまとめ

物理層って
難しいと思われている方も多々いると思いますが
データを運ぶための約束事です。

物理層という言葉を聞いたことがある方は少ないと思いますが
そのようなルールに基づいて情報の交換が行われています。

ネットワークは
今やPCやスマートフォンで日々利用しているものだと考えますが
物理層を考えながら
PCやスマートフォンを使用している人は少ないと思います。

ただ物理層というものは
●通信をするための約束事
●データを運ぶための約束事
●郵便局や宅配業者の仕事
ということだけでも
このコラムを通じて理解していただけましたら幸いに思います。

物理層は
データを運ぶための約束事です。

もし物理層に興味を持たれたら
少しずつ勉強してみてはいかがでしょうか？

ユーザとしては知る必要がありませんが
少しずつ覚えていくことで、点が線で繋がることも多々あります。
そうなると結構楽しくなるかもしれません。

これからIT業界を目指している人には
知っておいてほしい知識だと思いますが
少しずつ勉強していってほしいと思います。

★物理層について学ぶ方法は

物理層については
新入社員研修やIT・プログラミング関連の研修で
学ぶことができるようになっています。

【IT研修】
●「ネットワーク基礎」の詳細情報
https://itlaboj.com/courses/it_training/network_kiso/

★「ネットワーク基礎」習得に必要なもの

このコースの内容は基本的に座学になりますので
PCが1台あれば十分だと考えます。

オンラインで受講される人は
「Zoom」が利用できる環境があればいいと考えます。

特にシステム開発に直結する話ではありませんが
SEやプログラマになるための最初のステップになります。

みんなが楽しみながらコンピュータ・ネットワークの知識を習得してほしいと思いますし
将来のIT技術者を研修や動画コンテンツを通じて
育成していきたいと考えています。

私は日本全国に多くのIT技術者を育成できる研修を目指していきたいです。
そして一人でも多くの受講者に受講してもらい理解してもらえる研修を行いたいと思っています。