目次
ネットワーク層
ネットワーク層とは、OSI参照モデルの第三層（レイヤ3）で定義されている層で、その役割は目的地までデータを届ける（エンド・ツー・エンド）ことです。
OSI参照モデルの第二層（レイヤ2）で定義されているデータリンク層の役割は、隣接する機器間の通信を可能にすることでした。
ネットワーク層では、IPアドレスと呼ばれるインターネット上の住所と、ルーティングと呼ばれる最適経路を導き出す仕組みで、目的地までの経路を導き出します。
上記は目的地までデータを届けるイメージ図です。（※PC1からPC6宛にデータを送る）
簡単な流れ
- PC1はデフォルトゲートウェイであるルータAにデータを送る
- ルータAはルーティングテーブルと呼ばれる経路情報を参照してPC6までの最適経路を確認する（ルーティング）
- 処理2の結果よりルータAはルータCにデータを転送する
- ルータCはPC6にデータを届ける
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ネットワーク層で使われる通信プロトコル
ネットワーク層で使用される主なプロトコルは次の通りです。
| プロトコル | 説明 |
| IP（Internet Protocol） | インターネット上で通信する際に主要となる通信プロトコル。インターネット上の住所である「IPアドレス」についての定義をしている。IPの主要バージョンはInternet Protocol Version 4 (IPv4) であり最も普及しているが、IPアドレスの枯渇問題により、後継の Internet Protocol Version 6 (IPv6) への移行を推奨している。 |
| ICMP（Internet Control Message Protocol） | ICMPは 主要プロトコルである「IP」 を補助する役割を持つ通信プロトコル。コネクションレス型（一方的に送る）のプロトコルである「IP」を使った通信において、ICMPは発生した各種エラー情報の検知などを行う。 |
| ICMPv6（Internet Control Message Protocol for IPv6） | IPのバージョンがIPv6の場合に利用される通信プロトコル。（ICMPのIPv6用） |
| IPsec（Security Architecture for Internet Protocol） | IPパケットのレベルで暗号化する通信プロトコル。 |
| IGMP（Internet Group Management Protocol） | マルチキャストに参加（離脱）するホストのグループを設定し、ネットワークに通知するための通信プロトコル。 |
ネットワーク層のネットワーク機器
ルータ（router）
ルータ（router）とは、コンピュータネットワーク上において異なるネットワーク間の中継器です。
ネットワーク上のコンピュータが自分の所属しているネットワークから外部にアクセスする時は必ずルータを経由します。例えば次の図のように、「PC1」が「ネットワークB」や「ネットワークC」にあるコンピュータにデータを送るには「ルータA」を経由します。
ルータは「ルーティングテーブル」と呼ばれる経路情報を保持しており、その経路情報を元に最適な経路を導き出すことができます。この最適経路を導き出す仕組みをルーティングといいます。
ルーティングテーブルには、インターネット上の住所である「IPアドレス」が管理されており「宛先のIPアドレス」から宛先のコンピュータが、どのネットワークに所属しているかを確認しそのネットワークへとデータを転送していき目的地まで届ける流れです。
レイヤ3スイッチ（L3スイッチ）
レイヤ3スイッチとは、スイッチングハブとルータの機能を併せ持つネットワーク機器です。
近年では、機能の高速化により「レイヤ3スイッチ」と「ルータ」の違いは薄れてきていると言われていますが、ルーターは主にLANとWANの境に設置します。それに対してL3スイッチはLAN内に設置し、内部のネットワーク同士をつなぐスイッチとして利用されています。
OSI参照モデル 各層の役割
| 層（レイヤ） | 名称 | 説明 |
| 7層（L7） | アプリケーション層 | 利用者が使うアプリケーションが通信できるようにするため約束事を定義 |
| 6層（L6） | プレゼンテーション層 | 通信する上でのデータや画像などのデータ形式の約束事を定義 |
| 5層（L5） | セッション層 | 通信を確立（開始・終了）するための約束事を定義 |
| 4層（L4） | トランスポート層 | 通信する際の信頼性についての約束事を定義 |
| 3層（L3） | ネットワーク層 | データを目的地まで届けるための約束事を定義 |
| 2層（L2） | データリンク層 | 隣接する機器間でデータの送受信を行うための約束事を定義 |
| 1層（L1） | 物理層 | 電気信号などに変換するための約束事を定義 |