【ITパスポート練習問題 6.3対応】① OSI 基本参照モデル

【解説】

正解: 1 電気信号や光信号を通じたビットの伝送

この問題は、OSI参照モデルの最下層である「物理層」が、通信においてどのような役割を担っているかを理解しているかを確認するものです。特に、コンピュータ上のデジタルデータと、ケーブルなどを通る物理的な信号との変換機能を理解しているかが問われています。

正解の「電気信号や光信号を通じたビットの伝送」は、物理層の主要な役割です。コンピュータが扱う「0」と「1」のビット列を、LANケーブルに流す電気信号や光ファイバを通る光信号、あるいは無線の電波などに変換し、物理的に相手に送り届ける機能を提供します。

選択肢2の「データの暗号化と復号」は、データの表現形式を扱う「プレゼンテーション層」などの役割です。選択肢3の「データのフレーム化とエラーチェック」は、直接接続された機器間でのデータ転送を管理する「データリンク層」の役割です。

【解説】

正解: 2 データ圧縮のアルゴリズム

この問題は、物理層で規定される「ハードウェアに近い仕様」と、上位層で処理される「ソフトウェア的なデータ処理」の違いを区別できるかを確認するものです。

物理層は、コネクタの形状やピンの数、電気信号の電圧などを規定する層です。一方、選択肢2の「データ圧縮のアルゴリズム」は、データの内容や形式に関わる処理であり、OSI参照モデルでは「プレゼンテーション層」の役割に該当するため、物理層の定義として不適切であり、これが正解となります。

選択肢1の「ケーブルの種類」や、選択肢3の「信号の電圧レベル」は、データを物理的に伝送するためのハードウェア的な特性であるため、物理層で定義される項目として適切です。

【解説】

正解: 3 データの再送制御

この問題は、通信品質を維持するための機能が、OSI参照モデルのどの層で担当されるかを理解しているかを確認するものです。物理層が扱う「物理的な現象」と、上位層が扱う「論理的な通信制御」の境界線がポイントです。

物理層は、あくまで「信号を物理的に送る」ことだけを担当します。データが途中で消えたり壊れたりした場合に、それを検知して送り直す「データの再送制御」は、通信の信頼性を確保するための論理的な機能であり、主に「トランスポート層」などが担当します。したがって、物理層には含まれないため、3が正解です。

選択肢1の「電圧レベル」や選択肢2の「光信号の波長」は、電気や光といった物理的な信号そのものの特性であるため、物理層で扱われる要素に含まれます。

【解説】

正解: 2 フレームの転送とエラーチェック

この問題は、OSI参照モデルの第2層である「データリンク層」の役割を理解しているかを確認するものです。隣接する機器（ノード）間で、正しくデータを渡すための仕組みを理解しているかが問われています。

正解の「フレームの転送とエラーチェック」は、データリンク層の中核機能です。この層では、データを「フレーム」と呼ばれる単位にまとめ、直接つながっている機器同士で確実にデータが届いたかを確認したり、伝送中に壊れていないか（エラーチェック）を行ったりします。

選択肢1の「データの暗号化」は、データの意味内容に関わるため「プレゼンテーション層」などの役割です。選択肢3の「ルーティングプロトコルの選定」は、目的地までの最適な経路を決める処理であり、「ネットワーク層」の役割です。

【解説】

正解: 3 MACアドレス

この問題は、各階層で使用される「識別子（アドレス）」の違いを正しく理解しているかを問うものです。データリンク層で機器を識別するために何が使われているかを知っておく必要があります。

正解は「MACアドレス」です。MACアドレスは、ネットワーク機器（NICなど）に固有に割り当てられた物理アドレスであり、データリンク層において、隣接する機器同士を識別して通信するために使用されます。

選択肢1の「IPアドレス」は、インターネット上の住所のような役割を果たし、最終的な目的地までデータを届けるために「ネットワーク層」で使用されます。選択肢2の「ポート番号」は、通信しているアプリケーション（サービス）を識別するために「トランスポート層」で使用されます。

【解説】

正解: 1 データの圧縮

この問題は、データリンク層が担当する通信制御の範囲と、データの表現形式に関わる処理の区別がついているかを確認するものです。

選択肢1の「データの圧縮」は、データの内容そのものを効率的な形式に変換する処理であり、OSI参照モデルでは「プレゼンテーション層」の役割です。データリンク層は「いかに正しく運ぶか」に焦点を当てており、データの中身（圧縮など）には関与しないため、これが「含まれないもの」として正解になります。

選択肢2の「フロー制御」は、送信側と受信側の速度差を調整してデータ溢れを防ぐ機能であり、選択肢3の「エラーチェック」は伝送誤りを検出する機能です。これらはどちらも、隣接機器間での確実な通信を行うデータリンク層の重要な機能に含まれます。

【解説】

正解: 2 ルーティングとデータ転送

この問題は、OSI参照モデルの第3層である「ネットワーク層」の最も重要な機能を理解しているかを確認するものです。インターネットのような広大なネットワークの中で、データがどのように目的地まで届けられるかの仕組みが問われています。

正解の「ルーティングとデータ転送」は、ネットワーク層の核心的な役割です。複数のネットワークを経由して、送信元から宛先まで最適な経路（ルート）を選択し、データをパケットという単位で中継・転送する機能を提供します。

選択肢1の「データパケットの暗号化」は、データの表現形式に関わるため「プレゼンテーション層」などが担当します。選択肢3の「ビットの物理的な送受信」は、ケーブル等の媒体を通じた伝送を行う「物理層」の役割です。

【解説】

正解: 2 IPアドレス

この問題は、通信プロトコルにおいて「宛先」を指定するために使われるアドレスが、どの層で定義されているかを理解しているかを確認するものです。

正解は「IPアドレス」です。ネットワーク層では、異なるネットワーク間をまたいでデータを届けるために、論理的な住所であるIPアドレスを使用します。ルータはこのIPアドレスを見て、次の転送先を判断します。

選択肢1の「MACアドレス」は、隣接する機器を識別するための物理的なアドレスであり、「データリンク層」で使用されます。選択肢3の「ポート番号」は、コンピュータ内部でどのプログラムが通信を行っているかを識別するための番号であり、「トランスポート層」で使用されます。

【解説】

正解: 2 フレームの生成

この問題は、各層が扱うデータの単位（PDU）とその生成場所を正しく区別できているかを確認するものです。

選択肢2の「フレームの生成」は、データリンク層で行われる処理です。データリンク層では、上位層からのデータにヘッダやエラーチェック用の情報を付加して「フレーム」という単位を作成します。ネットワーク層が扱う単位は「パケット」であるため、これがネットワーク層の処理に含まれないものとして正解です。

選択肢1の「ルーティング」は経路選択、選択肢3の「パケットの転送」は宛先へのデータ中継であり、いずれもネットワーク層の主要な機能です。

【解説】

正解: 3 データの再送制御と信頼性の確保

この問題は、OSI参照モデルの第4層である「トランスポート層」の目的を理解しているかを確認するものです。通信の信頼性を誰がどのように保証しているかが問われています。

正解は「データの再送制御と信頼性の確保」です。トランスポート層は、送信元と送信先のエンドツーエンド（端対端）の通信において、データが抜け落ちたり順序が入れ替わったりした場合に、並べ直しや再送要求を行うことで、正確なデータ伝達を保証します。

選択肢1の「パケットのルーティング」は、経路を決める「ネットワーク層」の役割です。選択肢2の「セッションの管理」は、通信の開始から終了までの手順を管理する「セション層」の役割です。

【解説】

正解: 2 TCP

この問題は、各層を代表するプロトコルに関する知識を問うものです。特に、信頼性の高い通信を実現するプロトコルがどの層に属するかを理解しているかを確認します。

正解の「TCP（Transmission Control Protocol）」は、トランスポート層の代表的なプロトコルです。データの到達確認や再送制御を行い、信頼性の高い通信を提供します。Web閲覧やメール送信など、正確さが求められる通信で広く使われています。

選択肢1の「HTTP」は、Webブラウザとサーバ間でデータをやり取りする「アプリケーション層」のプロトコルです。選択肢3の「IP」は、パケットの宛先制御を行う「ネットワーク層」のプロトコルです。

【解説】

正解: 2 データの暗号化

この問題は、トランスポート層の守備範囲と、データの見せ方やセキュリティに関わる層の違いを理解しているかを確認するものです。

選択肢2の「データの暗号化」は、データの内容を第三者に読めない形式に変換する処理であり、OSI参照モデルでは「プレゼンテーション層」が主に担当する機能です（ただし、実用上のSSL/TLSなどは層をまたぐこともありますが、モデル上の定義としては区別されます）。したがって、トランスポート層の機能には含まれないため正解となります。

選択肢1の「ポート番号の管理」は、どのアプリケーションへの通信かを振り分けるトランスポート層の基本機能です。選択肢3の「データの再送制御」も、通信の信頼性を保つためのトランスポート層の重要な機能です。

【解説】

正解: 2 セッションの確立と管理

この問題は、OSI参照モデルの第5層である「セション層」が、通信全体の中でどのような役割を果たしているかを理解しているかを確認するものです。

正解は「セッションの確立と管理」です。セション層は、通信を行うアプリケーション間での会話（セッション）の開始、維持、終了を管理します。例えば、ログインからログアウトまでの一連の流れを管理したり、通信が途切れた場合に途中から再開できるように制御したりします。

選択肢1の「データの再送制御」は、パケット単位の欠損を補う「トランスポート層」の役割です。選択肢3の「フレームの生成と転送」は、物理的な信号に近いレベルでのデータ転送を行う「データリンク層」の役割です。

【解説】

正解: 1 データの圧縮

この問題は、セション層の機能である「通信の管理」と、データの「表現形式の変換」を混同していないかを確認するものです。

選択肢1の「データの圧縮」は、データを効率的に送るためにサイズを小さくする処理であり、データの形式に関わるため「プレゼンテーション層」の役割です。セション層は通信の手順やタイミングの管理を行う層であり、データの中身（圧縮など）には関与しないため、これが正解となります。

選択肢2の「セッションの再開」や選択肢3の「エラーの回復（通信手順上の復旧）」は、通信の状態を管理するセション層の典型的な機能に含まれます。

【解説】

正解: 3 セッションの同期

この問題は、セション層が提供する具体的な制御機能を理解しているかを確認するものです。

正解は「セッションの同期」です。セション層では、長いデータの転送中に「同期点（チェックポイント）」を設けることができます。もし通信が途中で失敗しても、最初からやり直すのではなく、直前の同期点から再開できるようにする機能などを提供します。

選択肢1の「ルーティング」は、ネットワーク上の経路を決める「ネットワーク層」の機能です。選択肢2の「データの暗号化」は、データの形式を変換する「プレゼンテーション層」の機能です。

【解説】

正解: 1 データの形式変換と暗号化

この問題は、OSI参照モデルの第6層である「プレゼンテーション層」の役割を理解しているかを確認するものです。この層が「データの見た目や形式」を扱うことを知っているかがポイントです。

正解は「データの形式変換と暗号化」です。異なるコンピュータ同士でも正しくデータを解釈できるように、文字コードの変換（EBCDICからASCIIへなど）、データの圧縮、そしてセキュリティのための暗号化といった、データの表現形式に関する処理を行います。

選択肢2の「データのルーティング」は「ネットワーク層」の役割です。選択肢3の「セッションの管理と同期」は「セション層」の役割です。

【解説】

正解: 3 データパケットの転送

この問題は、データの「表現」を扱う層と、データを「運ぶ」層の違いを明確に理解しているかを確認するものです。

選択肢3の「データパケットの転送」は、ネットワーク機器を経由して宛先までデータを運ぶ処理であり、「ネットワーク層」の役割です。プレゼンテーション層はデータの中身の形式を整える層であり、転送そのものは担当しないため、これが不適切なものとして正解になります。

選択肢1の「データの圧縮」や選択肢2の「データの暗号化」は、データの形式を変更する処理であるため、プレゼンテーション層の主要な役割に含まれます。

【解説】

正解: 2 データの復号

この問題は、プレゼンテーション層が送信側と受信側で対になる処理を行っていることを理解しているかを確認するものです。

正解は「データの復号」です。送信側でデータが暗号化された場合、受信側のプレゼンテーション層で元のデータに戻す「復号」が行われます。このように、アプリケーションが読める形式に戻すこともこの層の重要な役割です。

選択肢1の「フレームの転送」は「データリンク層」の機能です。選択肢3の「セッションの再開」は、通信の手順を管理する「セション層」の機能です。

【解説】

正解: 2 ユーザーへのネットワークサービス提供

この問題は、OSI参照モデルの最上位である「アプリケーション層」が、人間やソフトウェアに対してどのような接点を持っているかを理解しているかを確認するものです。

正解は「ユーザーへのネットワークサービス提供」です。Webブラウザやメールソフトなど、ユーザーが直接触れるアプリケーションに対して、通信機能を提供するための入り口となる層です。ファイル転送やメール送信など、具体的なサービスを実現します。

選択肢1の「データの物理的な送信」は最下層の「物理層」の役割です。選択肢3の「データの暗号化」は、データの形式を扱う「プレゼンテーション層」の役割です。

【解説】

正解: 1 ファイルの圧縮

この問題は、アプリケーション層が提供する「具体的なサービス」と、その下位層で行われる「データ変換処理」の境界を理解しているかを確認するものです。

選択肢1の「ファイルの圧縮」は、データの内容を符号化してサイズを小さくする処理であり、OSI参照モデルの定義上は「プレゼンテーション層」の役割とされています。アプリケーション層は、それらの処理が行われた後のデータを使って、ユーザーに機能を提供します。したがって、これがアプリケーション層のサービスには該当しない（または主たる役割ではない）ため正解です。

選択肢2の「メールの送受信」や選択肢3の「Web閲覧」は、ユーザーが利用する具体的なネットワークサービスそのものであり、アプリケーション層で提供されます。

【解説】

正解: 1 HTTP

この問題は、私たちが日常的に利用しているWebサービスなどが、どの層のプロトコルで動いているかを理解しているかを確認するものです。

正解は「HTTP（HyperText Transfer Protocol）」です。これはWebブラウザとWebサーバが情報をやり取りするために使われるプロトコルであり、アプリケーション層に属します。ユーザーがWebページを閲覧する際に直接関わる規約です。

選択肢2の「TCP」は、通信の信頼性を確保する「トランスポート層」のプロトコルです。選択肢3の「IP」は、宛先までパケットを届ける「ネットワーク層」のプロトコルです。