カプセル化【encapsulation】

概要

カプセル化（encapsulation）とは、オブジェクト指向プログラミングにおいて、互いに関連するデータの集合とそれらに対する操作をオブジェクトとして一つの単位にまとめ、外部に対して必要な情報や手続きのみを提供すること。外から直に参照や操作をする必要のない内部の状態や構造は秘匿される。

オブジェクトは外部に公開された手続き（メソッド）により機能を提供する。内部の状態を表す変数なども、外部からの参照・操作が必要なものだけが専用の手続きによってアクセス可能となり、それ以外は外から見えない存在となる。

十分にカプセル化されたオブジェクトを組み合わせてプログラムを構築していくことにより、オブジェクトの内部の仕様の変更が外部に予期せぬ影響を及ぼしたり、外部からの予期せぬ干渉でオブジェクトの状態が壊されることを防ぐことができるようになる。

通信におけるカプセル化

データ通信においてカプセル化といった場合には、ある通信手順（プロトコル）によるデータ表現の内部に、別のプロトコルによるデータ表現を埋め込んで伝送することを指す。

通信プロトコルの多くは、送受信するデータの基礎単位（パケットやフレームなど）の構造を定義しており、先頭に制御情報などを含むヘッダ領域、その後に運びたいデータの本体（ペイロードやボディ）が続いている（末尾にも制御情報などが付加される場合もある）。このデータ本体部分に、より上位のプロトコルの送受信単位を埋め込むことをカプセル化という。

カプセル化は多段階に行われることが多く、各階層のプロトコルは自らの機能に専念し、上位あるいは下位のプロトコルの詳細を気にしなくても良くなる。また、インターネットのように様々な伝送媒体や異なる管理主体のネットワークをまたいで通信するのも容易となる。

例えば、LAN上をWeb データが流れる場合、EthernetフレームのペイロードにIPパケットがカプセル化され、IPパケットのペイロードにTCPパケットがカプセル化され、TCPパケットのペイロードにHTTP メッセージがカプセル化されて伝送される。