レイヤ2スイッチの概要 ～ひとつのネットワークを作る～

レイヤ2スイッチの役割

レイヤ2スイッチ(スイッチングハブ)は「ひとつの」イーサネットを利用したネットワークを構成するネットワーク機器です。レイヤ2スイッチを複数台接続しても、「ひとつの」ネットワークです。

そして、レイヤ2スイッチで構成する「ひとつの」イーサネットネットワーク内でのデータの転送を行います。レイヤ2スイッチにとってのデータは「イーサネットフレーム」です。イーサネットはOSI参照モデルで考えると第2層のデータリンク層です。OSI参照モデルの第2層のイーサネットフレームを扱うので、「レイヤ2」スイッチと呼んでいます。イーサネットフレームを転送するために、イーサネットヘッダのMACアドレスをチェックします。転送する際には、FCSでエラーチェックも行っています。

企業の社内ネットワークであるLANや一般個人の家庭内ネットワークは、イーサネットを利用して構築することがほとんどです。そのため、レイヤ２スイッチは社内ネットワークのLANや家庭内ネットワークを作るためのネットワーク機器といえます。

レイヤ2スイッチには、以下の製品写真(Cisco Catalyst1000シリーズ)のようにたくさんのイーサネットインタフェース(LANポート)が搭載されています。製品によって、インタフェースの数はさまざまです。大規模向けの製品であれば数百以上もの多くのイーサネットインタフェースを搭載しています。個人ユーザ向けのレイヤ2スイッチ(スイッチングハブ)であれば4ポートや8ポート程度の製品もたくさんあります。

まずレイヤ2スイッチに接続

レイヤ2スイッチは「ネットワークの入口」という役割もあります。レイヤ2スイッチにはたくさんのイーサネットインタフェースが備わっていて、クライアントPCやサーバなどをネットワークに接続するときには、まず、レイヤ2スイッチと接続することになります。ネットワークの入口になるという意味から、レイヤ2スイッチを「アクセススイッチ」と表現することもよくあります。

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レイヤ2スイッチの動作 ～MACアドレスに基づいて転送～

https://www.n-study.com/layer2switch/layter2switch-behavior/

レイヤ2スイッチのデータ転送の概要レイヤ2スイッチがイーサネットフレームを転送できるようにするために、特別な設定は一切不要です。物理的な配線を行い、レイヤ2スイッチが起動していればOKです。レイヤ2スイッチの動作はとてもシンプルです。レイヤ2スイッチがデータを転送する動作の流れは以下のようになります。送信元MACアドレスを覚える受信したイーサネットフレームの送信元MACアドレスをMACアドレステーブルに登録する宛先MACアドレスを見て転送宛先MACアドレスとMACアドレステーブルから転送先のポートを決定して、イーサネ...

呼び方がいろいろ

レイヤ2スイッチには呼び方がいろいろあります。このことが「ネットワーク機器ってなんだかいっぱい種類があってよくわからない」なんて思ってしまい、混乱してしまう原因にもなっています。レイヤ2スイッチの主な呼び方は以下の通りです。

• レイヤ2スイッチ(L2スイッチ)
• スイッチ
• LANスイッチ
• スイッチングハブ
• ハブ

これらは、全部同じモノを表しています。家電量販店で販売されている一般ユーザ向けのレイヤ2スイッチは「スイッチングハブ」と呼ぶことが多いです。そして、スイッチングハブを省略して、単に「ハブ」と呼ばれることもしばしばです。

ハブとレイヤ2スイッチは違う

筆者個人は、単に「ハブ」という呼び方は、使うべきではないと考えています。単に「ハブ」という呼び方を使った場合、OSI参照モデルの物理層レベルの「共有ハブ(シェアードハブ)」との区別がつかなくなってしまうからです。

「ハブ」も「レイヤ2スイッチ」も用途は、「ひとつのイーサネットネットワークを作る」ことで共通です。ただ、転送対象と転送の仕組みが違います。

ハブは、「データ(イーサネットフレーム)」を受信して転送するのではありません。OSI参照モデルの物理層レベルのネットワーク機器なので、「物理信号」を転送するだけです。インタフェースで物理信号を受信しても、それを「0」「1」のデータに変換しません。物理信号のノイズを取り除いて、受信したインタフェース以外のすべてのインタフェースへコピーして送り出すだけです。このときに、何らかの転送の判断も一切行っていません。特に何も判断せずにすべてのインタフェースに送り出すという単純な動作をしているだけです。

あるPCから送信されたデータ(物理信号)は、同じハブにつながっているすべてのPCに流れていってしまいます。ちょうど、初期のバス型のイーサネット規格である10BASE5や10BASE2を利用しているのと同じです。

ハブを使ってネットワークを構築することは、たぶん、もうないでしょう。誰かが単に「ハブ」と言った場合は、その人は「レイヤ２スイッチ」を意図していることがほとんどです。でも、この記事を読んでくださっているあなたは、きちんと言葉を使い分けてください。

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