スイッチ(MACアドレスの学習)

スイッチングハブってハブ?
今回より最近のネットワーク機器のトレンド(もうだいぶ普及して きていますね)になっているスイッチについて解説していきます。 スイッチの形はハブとそっくりです。たくさんのポートがあって、 そこにケーブルをつないで各コンピュータを接続させていきます。 スイッチングハブと呼ばれたりもしますが、機能は普通のハブとぜんぜん違います。ネットワーク機器を考える上でのポイントになる動 作するOSI参照モデルの階層からして違ってきます。 (以下余談...スイッチングハブをハブの中に分類するかどうかはある程度主観的な話になってきます。人によっっては、はたまた書籍によってはハブの中に分類しているケースもありますが、ぼくはスイッチとハブは違うものとしてとらえています。)


データリンク層で動作
スイッチはブリッジと同じく、データリンク層で動作するネットワ ーク機器です。データリンク層で動作するってどういうことだった か覚えていますか?(ちなみに、ハブは物理層でしたね)
そうですね、データリンク層レベルのヘッダを解釈できるというこ とでしたよね?データリンク層レベルのヘッダの具体的な例は、イ ーサネットだとあて先MACアドレス、送信元MACアドレス、タイプと いう14バイトの情報です。
復習もかねてイーサネットのフレームフ ォーマットの図を載せておきます。




MACアドレスの学習
さて、スイッチの基本的な機能はブリッジとほとんど同じです。ブ リッジと同じくMACアドレステーブルを持っています。スイッチに届 いたフレームの送信元MACアドレスを見てどのポートにどのMACアド レスがつながっているかということを学習していきます。
たとえば、スイッチを使った次のようなネットワークを考えてみます。



この例では4つのポートを持つスイッチを考えています。スイッチ のところに書かれている数字はポート番号です。その4つのポート にAからDの4台のコンピュータが接続されていて、各コンピュー タのMACアドレスは図の通りです。
このとき、コンピュータAからコンピュータBへ通信をするとあて 先MACアドレスにB、送信元MACアドレスにAのフレームがスイッチ に届きます。



スイッチはこのフレームの
送信元MACアドレスを見て、「ポート1に はMACアドレスがAのコンピュータがつながっているんだなぁ」って 覚えていきます。
MACアドレステーブルが次のようになるわけです。



そしてスイッチはこの場合は下の図のように、ポート1以外のすべ てのポートにこのフレームを転送します。これはあて先MACアドレス をまだ学習していないために、「わからなければとりあえず送っと きゃいいだろ」って感じで送っています。これはフラッディングと 呼ばれていましたよね?ブリッジと同じくスイッチはあて先がわか らないフレームをフラッディングします。 (あて先をみてフィルタリングする様子は次回説明します)



コンピュータAだけでなく、他のコンピュータからの通信が起こっ ていくと結局次のようなMACアドレステーブルが完成します。



ブリッジと同じくこのMACアドレステーブルを使って、スイッチは 受け取ったフレームを他のポートに流すか流さないかの判断をして いくわけです。







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