通信プロトコルとは

通信プロトコルとは、コンピューター同士が情報を正しくやり取りするために定められた「約束事」や「手順」のことです。これを人間に例えるなら、「会話をするときの言語」や「手紙の書き方・送り方のルール」のようなものだと考えてください。例えば、日本人同士では日本語で話すからこそ、お互いの意思がスムーズに伝わります。

もし、このような共通のルールがなければ、コンピューターは互いに何を伝えようとしているのか理解できません。送ったデータが文字化けしたり、そもそも通信が成立しなかったりするでしょう。通信プロトコルは、メーカーやOSが異なる機器同士でも、確実に情報を交換できるようにするための、世界共通のルールなのです

インターネットで行われる通信は、実は非常に複雑な手順を踏んでいます。この複雑な手順を分かりやすく整理するために、「階層（レイヤー）」という考え方が生まれました。これは、大きな仕事をいくつかの小さな役割に分担するようなイメージです。

この階層構造のモデルとして、代表的なものが2つあります。一つは「OSI参照モデル」で、通信の機能を7つの層に細かく分けた、理論的なお手本のような存在です。もう一つは「TCP/IPモデル」で、現在のインターネットで実際に使われている、より実践的なモデルです。

（出典）TCP/IPとは｜IT用語辞典

TCP/IPモデルは、このOSI参照モデルのいくつかの層を統合し、4つの階層で通信を管理しています。実際の通信ではこのTCP/IPモデルの各層に対応したさまざまな通信プロトコルが用いられています。

ここでは、代表的な通信プロトコルをいくつか紹介します。

IP

IP（Internet Protocol）とは、インターネットをはじめとするネットワーク上でデータをやり取りするための基本的な通信プロトコルです。データを小さなパケットに分割し、送信元と宛先を示すIPアドレスを付与して転送し、データ交換を行います。

TCP

TCP（Transmission Control Protocol）は、データを確実に順序どおり届けるためのプロトコルです。送信側と受信側の間で接続を確立し、パケットに番号を付けて再送制御を行うことで、欠落や重複を防ぎます。また、通信の開始から終了までを管理する仕組みを備えているため、信頼性の高い通信を実現できます。Web閲覧、メール送受信、ファイル転送など、正確性が求められるサービスで広く利用されています。

UDP

UDP（User Datagram Protocol）は、TCPと同様にIPの上位層で動作するプロトコルですが、接続の確立や到達確認を行わないシンプルな仕組みが特徴です。データは「データグラム」という単位で送信され、順序の保証や再送は行われません。その部高速に通信でき、リアルタイム性が重視される通信に適しています。音声通話、動画配信、オンラインゲームなど、多少の欠損よりも遅延の少なさが重要なサービスで活用されます。

HTTP

HTTP（HyperText Transfer Protocol）は、WebブラウザとWebサーバ間でデータをやり取りするためのプロトコルです。ブラウザがURLを指定すると、HTTPを通じてサーバにリクエストが送信され、HTMLや画像、動画などのコンテンツがレスポンスとして返されます。ただし暗号化されないため、現在ではSSL/TLSを組み合わせたHTTPSが一般的になり、通信の安全性を確保しています。

SMTP

SMTP（Simple Mail Transfer Protocol）は、電子メールを送信するための基本プロトコルです。送信されたメールはSMTPを通じて送信元サーバから宛先サーバへ転送されます。メールの受信にはPOP3やIMAPが利用されます。現在では暗号化や認証機能と組み合わせ、安全なメール送信を実現しています。