データリンク層とは?OSI基本参照モデル第2層を初心者向けにわかりやすく解説!
生徒
「先生、“データリンク層”ってOSIモデルで出てきますが、どういう役割をしているんですか?」
先生
「データリンク層は、パソコン同士が正しくデータをやり取りするための交通整理係のような役割です。読み方はデータリンク層(データリンクソウ)です。」
生徒
「交通整理っていうのは、どういうことですか?」
先生
「それでは、データリンク層の働きやしくみについて、順番に説明していきましょう!」
1. データリンク層とは?読み方と基本の役割
データリンク層は、OSI基本参照モデルの第2層に位置するネットワーク層の下の層です。
読み方はデータリンク層(データリンクソウ)です。
この層の役割は、同じネットワーク内のコンピュータやルーターなどの機器同士が、正確にデータを送受信できるようにすることです。
2. フレームとは?データリンク層の通信単位
データリンク層では、「フレーム」と呼ばれる単位でデータを送ります。
フレームには、誰に送るかという「MACアドレス」や、データの始まりと終わりなどの情報が含まれています。
このフレームのおかげで、データの区切りが明確になり、正確に受け取れるようになるのです。
3. MACアドレスとは?機器ごとの住所
MACアドレス(マックアドレス)は、ネットワーク機器にあらかじめ割り振られている固有の番号です。
読み方はMACアドレス(マックアドレス)です。
パソコンやプリンタなど、すべての通信機器にはこのアドレスがついており、データリンク層では、このアドレスを使って相手を識別します。
4. データの誤り検出と再送制御
データリンク層には、誤り検出や再送制御といった重要なしくみもあります。
送信したデータが途中で壊れていないかチェックし、もしエラーがあった場合には再送を要求する仕組みが備わっています。
これによって、安全で正確な通信ができるようになります。
5. 使用される主なプロトコル
データリンク層では、次のようなプロトコルが使われています。
- Ethernet(イーサネット):現在のLAN(ローカルエリアネットワーク)で最も広く使われている規格です。
- PPP(ピーピーピー):電話回線などで使われる、シリアル通信向けのプロトコルです。
- HDLC(エイチディーエルシー):主に専用線で使用される、信頼性の高いプロトコルです。
6. ネットワーク層との違い
データリンク層とネットワーク層は似ているようで、役割が異なります。
- データリンク層:同じネットワーク内で隣の機器と通信する
- ネットワーク層:遠く離れた相手と通信するためにルートを決める
つまり、データリンク層は「近くの機器との通信」に特化している層です。
7. スイッチの役割とデータリンク層の関係
スイッチは、データリンク層の働きを使って通信を制御するネットワーク機器です。
スイッチは、接続された機器のMACアドレスを記録して、どのポートにデータを送ればよいか判断します。
これにより、無駄な通信を防ぎ、ネットワークの効率を上げています。
8. データリンク層を例えるなら「交差点の信号機」
データリンク層の働きは、交通における信号機に似ています。
- 進むタイミングをコントロール
- 行き先(MACアドレス)を決めて安全に案内
- 事故(データの衝突)を防止
こうしたしくみがあることで、パソコン同士が正確に通信できるようになります。