イーサネット復習問題

イーサネット復習問題

■以下のイーサネットについての説明の文章中の空欄を下のKey Wordsから選択して埋めてください。なお、Key Wordsは複数回使われるものもありますし、1度も使われないものもあります。

(「イーサネット」)は、現在もっとも普及しているLAN規格です。イーサネット(Ethernet)の語源は、その昔、宇宙空間を満たし光の媒体と考えられていたエーテル(ether)です。
イーサネットには(「10BASE5」)、(「10BASE2」)、(「10BASE-T」)などさまざまな規格が存在します。これらの違いは主に使用するケーブルの種類や、ネットワークトポロジです。10BASE5、(「10BASE2」)で使用するケーブルは(「同軸ケーブル」)です。また(「バス型」)のトポロジを採用しています。また10BASE-Tでは(「UTPケーブル」)を使用し、(「スター型」)のトポロジです。

逆に、これらの規格の共通点は(「媒体アクセス制御方式」)と(「フレームフォーマット」)です。媒体アクセス制御方式とはLAN上のコンピュータがいつどのようにデータを送信するかを決定する方法です。LANでは通信回線を共有するのでこの媒体アクセス制御方式が必要です。フレームフォーマットは実際のデータの形です。イーサネットでは(「4」)種類のフレームフォーマットが存在しますが、上位のプロトコルによってどのフレームフォーマットを利用するのか決まっています。TCP/IPでは(「イーサネットver2」)のフレームを利用しています。

イーサネットの媒体アクセス制御方式は(「CSMA/CD」)です。CSMA/CDはCarrier Sense Multiple Access with Collision Detection の頭文字を取ったものです。CSMA/CD では、まずコンピュータがデータを送信する際にケーブルが空いているかどうかを確認します。これが(「Carrier Sense」)です。もしケーブルが空いていればデータを送信することができます。ケーブルが空いていなければケーブルが空くまで待機しています。ケーブルが空いていれば送る、ということでひとつの通信回線を複数のコンピュータで共有することができます。これが(「Multiple Access」)が意味することになります。
ケーブルが空いていたらデータを送信することができるのですが、もし複数のコンピュータが同時にデータを送信したくてケーブルが空いていると判断したらどうなるでしょう？その場合はデータを送信してしまいます。が、データは途中で(「衝突」)してしまい、正しくデータ送信ができません。この衝突が起こったことを検出するのが(「Collision Detection」)です。衝突を検出すると衝突の原因になったコンピュータは再送信を試みます。しかし、同じタイミングで再送信してしまうとまた衝突が発生してしまうので、(「ランダム」)な時間待機したあとにまたキャリアセンスを行い、再送信します。

ただし、「同時に」といってもまったく同時ということはありえません。いくらかのタイムラグが存在します。そのタイムラグを(「スロット時間」)と呼んでいます。イーサネットの衝突は正確には、(「スロット時間」)内に複数のコンピュータがデータ送信を行った場合に発生します。イーサネットでは、ケーブルの最大長や信号が伝播する速度からスロット時間は(「512」)ビット時間と決められています。

イーサネットは通信速度は(「10」)Mbpsですが、さらに通信速度が速い(「ファストイーサネット」)があります。ファストイーサネットでは(「100」)Mbpsの通信速度です。ファストイーサネットは通信速度を高めるため、イーサネットにさまざまな変更が加えられています。とくに物理層レベルでの電気信号変換方法に、FDDIの仕組みを取り入れることによって100Mbpsの通信速度を実現しています。しかし、イーサネットとの互換性を保つために、(「媒体アクセス制御方式」)にはCSMA/CD、同じフレームフォーマットを採用しています。
このファストイーサネットにもさまざまな規格が存在しますが、一番有名なのが(「100BASE-TX」)です。こちらは10BASE-Tと同じくUTPケーブルを利用しています。そのため、10BASE-Tイーサネットと非常に親和性が高くなっていて、現在では10BASE-Tから100BASE-TXへの移行がさかんに行われています。

またさらに高速な(「ギガビットイーサネット」)も存在しています。まだクライアントPCのデスクトップ環境には導入されているケースはほとんどありませんが、大規模なネットワークでのバックボーン回線で徐々に採用されつつあります。やはりCSMA/CD、同じフレームフォーマットを採用しているのですが、非常に高速であるため512ビット時間というスロット時間が足かせになり、ケーブルの最大長が短くなってしまうのですが、キャリアエクステンションという手法で対応しています。しかし、少ないデータ量のフレームが多発すると通信の効率は悪くなってしまいます。

Key Words

「ギガビットイーサネット」「100」「衝突」「10BASE-T」「4」「256」「Carrier Sense」「CSMA/CD」「10BASE5」「512」「10」「媒体アクセス制御方式」「10BASE2」「スロット時間」「64」「イーサネット」「100BASE-TX」「100BASE-T4」「ファストイーサネット」「Multiple Access」「ランダム」「決まった」「UTPケーブル」「Collision Detection」「トークンパッシング」「CSMA/CA」「同軸ケーブル」「バス型」「スター型」「光ファイバ」「リング型」「電話線」「USBケーブル」「フレームフォーマット」「イーサネットver2」「IEEE802.3」「IEEE802.2」「IEEE802.5」