通信プロトコル

通信プロトコル（つうしんプロトコル、Communications protocol）、あるいはネットワーク・プロトコルは、ネットワーク上での通信に関する規約を定めたものです。「通信規約」と言う場合もあります。一つの通信でも、役割の異なる複数のプロトコルから成り立っていることも多く、それらをまとめたものは「プロトコル・スタック」、「プロトコル・ファミリー」、「プロトコル・スイート」などと呼びます。これは、ネットワーク・プロトコルが階層的に定義されているのに対応して、それを実装するソフトウェアも階層的に構築されるためです。また、このことからプロトコルや、プロトコル・スタックは、しばしばそれらのソフトウェアでの実装を指すこともあります。最近のインターネットの通信に関するプロトコルは、コンピュータ上で動くソフトウェアに関する取り決めを中心に、伝送路などのハードウェアについての取り決めも含まれ、そのほとんどは、IETFによって定められ、その他のものについてはIEEEやISOなどの組織によって定められています。ITU-Tは電気通信に関するプロトコルの策定を行います。

通信プロトコル構成要素

通信プロトコルは、伝送路の物理条件、伝達、相手の特定、情報表現の4つの基本要素より成り立っています。
伝送路の物理条件
有線通信の場合は、ケーブルとコネクタの形状と電気特性や光学波長、変調方式が規定されます。無線通信の場合は、周波数帯や変調方式が規定されます。
伝達
伝達に関する要素として、通信プロトコルの中核をなす多くの決まりごとが規定されています。この中には信号にどのように「1」と「0」を割り当てるのかといった「符号化コード」から始まって、「同期」、「アクセス制御」、「誤り制御」、「フロー制御」などの各方式の規定が含まれています。
相手の特定
1対1の通信路に関するプロトコルでは例外的に規定の必要がないですが、複数の端末が接続されるネットワーク上では送信先を特定する必要がある場合が多いです。個別の「アドレス」によって特定できますが、1つの端末には、MACアドレスやIPアドレスのように用途によって複数種類のアドレスが割り振られることが多く、それらの間での変換ルールに関しての複雑な取り決めが規定されています。
情報の表現
ビットの羅列を有効な情報として通信するために、情報の表現ルールを相互に取り決める必要があります。ビットの区切り単位として古くは6ビットや7ビットで1つの文字を表現していましたが、今では多くが8ビットで区切られたASCIIコードを文字コードとして使っていることが多く、日本ではシフトJIS等も使用されます。また、いくつかの文字の組み合わせでコマンドとする取り決めや、送信する内容、つまりデータそのものの表現方法も取り決めておかなくてなりません。こういった情報の配置と構成に関する表現ルールがパケット・フォーマットやフレーム・フォーマットといった形で、詳細な取り決めが規定されます。

各種プロトコル

第一層（物理層）のプロトコル

■ISDN Integrated Services Digital Network
■RCR STD-28 (PHS)
■10Base-T、100BASE-TX、1000BASE-T（イーサネットで使用される物理層の仕様）
■PDH Plesiochronous Digital Hierarchy、SDH統一前の地域別同期網
■T-carrier （T1, T3 など）、ISDNの多重化
■RS-232C、EIA-574、シリアル・インタフェースで、当初はモデムやコンピュータ端末の接続のために開発された
■SDH Synchronous Digital Hierarchy、PDH後続の国際統一同期網
■SONET Synchronous Optical NETworking、SDHへと標準化前の規格

第二層（データリンク層）のプロトコル

■ARP Address Resolution Protocol
■イーサネット
■FDDI Fiber Distributed Data Interface
■LAP (Link Access Procedure) 、X.25用
■HDLC High Level Data Link Control
■LAPB (Link Access Procedure, Balanced) 、LAPのHDLC互換版
■LAPD (Link Access Procedure on the D-channel) 、LAPBのISDN Dチャネル版
■LAPDC (Link Access Procedure for Digital Cordress) 、RCR STD-28 (PHS) 用
■LAPM (Link Access Procedure for Modem) 、アナログモデム用
■LAPF (Link Access procedure for Frame-Relay) 、フレームリレー用
■PPP Point-to-point protocol
■トークンリング

第二＋三層のプロトコル

■X.25
■フレームリレー X.25を単純化したもの
■ATM Asynchronous Transfer Mode
■MPLS Multi-protocol label switching

第三（ネットワーク層）のプロトコル

■ICMP Internet Control Message Protocol
■IP Internet Protocol そのもの
■IPv4 Internet Protocol version 4、現在の標準
■IPv6 Internet Protocol version 6、現在広がりつつある
■IPX Internetwork Packet Exchange
■ルーティング・プロトコル:
■自律システム間のルーティング
■EGP Exterior gateway protocol （現在使われていない）
■BGP Border gateway protocol
■独立の自律システム内におけるルーティング
■EIGRP Enhanced interior gateway routing protocol
■IGRP Interior gateway routing protocol
■RIP Routing information protocol
■OSPF Open shortest path first
■X.25PLP (Packet Level Protocol) 、X.25用

第三＋四層のプロトコル

■XNS Xerox network services

第四層（トランスポート層）のプロトコル

■SPX Sequenced Packet Exchange
■TCP Transmission Control Protocol
■UDP User Datagram Protocol
■SSL Secure Sockets Layer
■TLS Transport Layer Security
■IPSec IP Security Protocol

第五層（セッション層）のプロトコル

■SIP Session Initiation Protocol
■H.323 Packet-based multimedia communications systems
■HTTP HyperText Transport Protocol、 World Wide Webで利用されている
■SMTP Simple Mail Transfer Protocol
■FTP File Transfer Protocol
■POP3 Post Office Protocol Version 3
■Telnet 遠隔端末アクセスプロトコル
■IMAP Internet Message Access Protocol
■HTTP over SSL（HTTPSなどで使われる）やSMTP over SSL、STARTTLSなど、上記のプロトコルにおけるセキュリティ上の欠点を補ったものもります。

第六層（プレゼンテーション層）のプロトコル

■SDP Session Description Protocol
■HTML
■XML
■AFP Apple Filing Protocol
■PIDF

第七層（アプリケーション層）のプロトコル

■NFS Network File System
■SNMP Simple Network Management Protocol
■Gnutella ピア・ツー・ピアのファイル交換プロトコル
■DNS Domain Name System
■SSH Secure SHell
■NTP Network Time Protocol
■Gopher World wideな文書共有システム
■Finger 登録ユーザのプロファイル情報の取得
■NNTP News Network Transfer Protocol
■LDAP Lightweight Directory Access Protocol
■DHCP Dynamic Host Configuration Protocol
■IRC Internet Relay Chat
■WebDAV Web Distributed Authoring and Versioning
■DICT Dictionary protocol