スイãƒ�ƒã®å‡¦ç�€§èƒ½

「スイãƒ�ƒã€ã¨ä¸€å£ã§ã�£ã¦ã‚‚ã�・・

スイãƒ�ƒã¯ã€ç¾åœ¨ã®LANではもうæ¬�くことができなã�»ã©ã€å¿��ˆã�ネットワーク機器です。スイãƒ�ƒã®å‘¼ã³æ–¹ã¯ã€ã€Œã‚¹ã‚¤ãƒ�ƒãƒ³ã‚°ãƒãƒ–」とか「LANスイãƒ�ƒã€ã¨ã‹ã€ã€Œãƒ¬ã‚¤ãƒ¤2スイãƒ�ƒã€ã¨ã‹ã�・・またまた「レイヤ3スイãƒ�ƒã€ã¨ã‹ãƒ¬ã‚¤ãƒ¤�žã‚¹ã‚¤ãƒ�ƒã¨ã�†ã®ã‚‚たくさん聞くことがあると思いますã€�

一口にスイãƒ�ƒã¨ã�£ã¦ã‚‚、スイãƒ�ƒã«ã¯ã€å®¶åº­ã§ã‚‚利用できるような4ポã�ト程度の製品から企業å†��バックボã�ンで利用されるよã�ªæ•°ç™¾ãƒã�トも備わってã�‚‹è£½å“ãŒã‚ります。シスコの「Catalyst」とã�†ã‚¹ã‚¤ãƒ�ƒã‚’とってみても、比è¼�š„小規模な環å¢�‘けã�Catalyst2950シリーズとã�†ã‚¹ã‚¤ãƒ�ƒã‹ã‚‰ã€å¤§è¦æ¨¡å‘けのCatalyst6500シリーズとã�£ãŸã•ã¾ã–まなラインアãƒ��がありますã€�

ちなみに、Catalyst6500シリーズはこんなのですã€�



こうã�£ãŸã•ã¾ã–まなスイãƒ�ƒãŒã©ã‚Œã ã‘ã�性能を持ってã�‚‹ã®ã‹ã¨ã�†ã“とを知るために、å¿�¦ãªçŸ¥è­˜ã‚’解説してã�ã¾ã™ã€�



処ç�€§èƒ½ã®ã€Œã‚­ãƒ¼ãƒ¯ãƒ¼ãƒ‰ã€�

まず、スイãƒ�ƒã®å‡¦ç�€§èƒ½ã‚’è€�ˆã‚‹ä¸Šã§ã®ã‚­ãƒ¼ãƒ¯ãƒ¼ãƒ‰ãŒã‚ります。キーワードã�次のとおりですã€�


スイãƒ�ƒãƒ³ã‚°èƒ½åŠ� pps(packet per second)
スイãƒ�ƒãƒ³ã‚°å®¹é‡� bps(bit per seconf)
ワイヤスピã�ãƒ�
ノンブロãƒ�‚­ãƒ³ã‚°



これらã�キーワードã�ã�¡ã€ã¾ãšä»Šå›žã¯ã€ã€Œã‚¹ã‚¤ãƒ�ƒãƒ³ã‚°èƒ½åŠ›ã€ã€Œã‚¹ã‚¤ãƒ�ƒãƒ³ã‚°å®¹é‡ã€ã��’つにつã�¦èª¬æ˜Žã—ますã€�




スイãƒ�ƒãƒ³ã‚°èƒ½åŠ›ï¼PPS(Packet Per Second)

スイãƒ�ƒãƒ³ã‚°èƒ½åŠ›ã�、pps(packet per second)とã�†å˜ä½ã§è¡¨ã•ã‚Œã¾ã™ã€‚単位を見るとã€�

ã€�1秒間あたりã�パケãƒ�ƒˆã€�

です。本来、スイãƒ�ƒã¯ãƒ��タリンク層のネットワーク機器なので、å�ç�™ã‚‹å¯¾è±¡ã¯ä¸€èˆ¬çš�«ã¯ã€Œãƒ•ãƒ¬ãƒ¼ãƒ�」と表現されるべきですが、「パケãƒ�ƒˆã€ã¨è¡¨ç¾ã•ã‚Œã¦ã�¾ã™ã€‚パケãƒ�ƒˆã§ã‚るか、フレーãƒ�であるかã�本質çš�ªå•é¡Œã§ã¯ãªã�§ã™ã€‚大事なことは、スイãƒ�ƒãƒ³ã‚°èƒ½åŠ›ã¨ã¯ã€�
スイãƒ�ƒã�1秒間に処ç�™ã‚‹ã“とができるフレーãƒ�の「数ã€�を表してã�‚‹ã“とですã€�


スイãƒ�ƒãƒ³ã‚°å®¹é‡ï¼BPS(Bit Per Second)

そして、スイãƒ�ƒãƒ³ã‚°å®¹é‡ã�bps(bit per second)の単位で表現されてã�¾ã™ã€‚こちらã�ã€�

ã€�1秒間あたりã�ビットã€�

です。スイãƒ�ƒå†�ƒ¨ã§ã¯ã€ã�ート間でフレーãƒ�の転送を行うå¿�¦ãŒã‚ります。ã�ート間でフレーãƒ�を転送するためã�å†�ƒ¨çš�ªå¸¯åŸŸå¹�‚’スイãƒ�ƒãƒ³ã‚°å®¹é‡ã¨å‘¼ã‚“でã�¾ã™ã€‚つまりã€�
スイãƒ�ƒãƒ³ã‚°å®¹é‡ã�スイãƒ�ƒã�1秒間に処ç�™ã‚‹ã€Œãƒ‡ãƒ¼ã‚¿é‡ã€�を表してã�‚‹ã“とがわかります。また、スイãƒ�ƒãƒ³ã‚°å®¹é‡ã�、「バãƒ�‚¯ãƒ—レーン容量」や「å�部バス速度」「スイãƒ�ƒãƒ³ã‚°ãƒ•ã‚¡ãƒ–リãƒ�‚¯ã€ãªã©ã¨è¡¨ç¾ã•ã‚Œã‚‹ã“ともあります。この辺の言葉ã�表現は、各ベンダによって違うことがよくありますã�で、気をつけてくださいねã€�



どれぐらいの数値があれã��Ÿï¼Ÿï¼�

スイãƒ�ƒãƒ³ã‚°èƒ½åŠ›ã€ã‚¹ã‚¤ãƒ�ƒãƒ³ã‚°å®¹é‡ã�数値が大きけれã�大きいほど、それだけ高性能な機器であるとã�†ã“とになります。それにつれてã€�価格もどんどん高くなってしまã�¾ã™ã€‚小規模な環å¢�§ã¯ã€ãã‚“なに高性能で高価格なスイãƒ�ƒã¯å¿�¦ãªã�‹ã‚‚しれませんã€�

どれぐらいの数値があれã�ã�„のか?とã�†ã“とを判断するために、次回以降でまずå¿�¦ã¨ãªã‚‹ã‚¹ã‚¤ãƒ�ƒãƒ³ã‚°èƒ½åŠ›ã�数値を判断するための「ワイヤスピã�ド」「ノンブロãƒ�‚­ãƒ³ã‚°ã€ã�意味、そして、スイãƒ�ƒãƒ³ã‚°å®¹é‡ã�å¿�¦ã¨ãªã‚‹æ•°å€¤ã‚’見てã�ã“とにしますã€�




「ワイヤスピã�ド」ってなに��

スイãƒ�ƒã®ã‚«ã‚¿ãƒ­ã‚°ã‚’見るとã€�「ワイヤスピã�ドã�ノンブロãƒ�‚­ãƒ³ã‚°ã§è»¢é€ã€ã¨éŠ˜æ‰“ってã�‚‹ã‚‚ã�をよく見かけますã€�

じゃ、ワイヤスピã�ドってã�£ãŸã„何でしょã�¼Ÿãªã‚“となく、「すっげã�速い�ã€ã¨ã�†ã‚¤ãƒ¡ãƒ¼ã‚¸ãŒã¤ãã¾ã™ãŒãƒ»ãƒ»ãƒ»

ワイヤスピã�ドとは、理論上ã�最大の転é€�€Ÿåº¦ã‚’指してã�¾ã™ã€‚たとえã�ã€�100Mbpsのファストイーサネットであれば、ワイヤスピã�ドã�100Mbpsです。通常は、データは絶え間なく流れてã�‚‹ã‚ã‘ではなくて、流れてã�‚‹ã¨ãã‚‚あれば、流れてã�ªã�¨ãã‚‚あります。è€�ˆã‚‰ã‚Œã‚‹æœ€ã‚‚è²�荷がかかるときが、絶え間なくデータが流れてã�‚‹çŠ¶æ…‹ã§ã™ã€‚その状態を「ワイヤスピã�ド」と呼んでã�¾ã™ã€�

では、ワイヤスピã�ドで転送するときにスイãƒ�ƒã«ã‹ã‹ã‚‹è²�荷をè€�ˆã¦ã¿ã¾ã—ょã�€‚しかし、イーサネットフレーãƒ�は長さが一定ではなく可変長です。どのパケãƒ�ƒˆã‚µã‚¤ã‚ºã‚’基準にè€�ˆã‚Œã�ã�„のでしょã�¼�

こうã�£ãŸã‚±ãƒ¼ã‚¹ã§ã¯
最もè²�荷がかかる場合を基準にè€�ˆã‚�ことになります。フレーãƒ�サイズが小さければフレーãƒ�の数が増加するので、最小ã�64バイトã�フレーãƒ�を送信するときに最もè²�荷がかかることがわかります。したがってã€�100Mbpsのワイヤスピã�ドで転送するとã�1秒間あたりã�フレーãƒ�の数を計算してみましょã�€�

ただし、ここで注意することはイーサネットフレーãƒ�の前に電気信号の同期を取るためã�プリアンプルとSFD(Start Frame Delimeter)が合わせて8バイト付加されてã�‚‹ã“とです。そして1つのフレーãƒ�の後にすぐに次のフレーãƒ�がやってくるわけではなã�¨ã�†ã“とです。フレーãƒ�間にはã€�12バイトã�IFG(Inter Frame Gap)がå¿�¦ã§ã™ã€‚もともとイーサネットã�ひとつの通信回線を他ã�コンピュータと共有するã�で、å¿�šãƒ•ãƒ¬ãƒ¼ãƒ�間ではIFGã�けあけてからãƒ��タを送ることになってã�¾ã™ã€�

ワイヤスピã�ドでの転送を別の観点で見ると、IFGのあとにすぐに次のフレーãƒ�(パケãƒ�ƒˆ)がやってくることとè€�ˆã¦ã‚‚いã�§ã—ょã�€�1つフレーãƒ�を転送すると、IFGã�けおã�¦ã™ãã«æ¬¡ã®ãƒ•ãƒ¬ãƒ¼ãƒ�。また、IFGã�けおã�¦ã€ã™ãã«æ¬¡ã®ãƒ•ãƒ¬ãƒ¼ãƒ�・・・とã�£ãŸæ„Ÿã˜ã§ãƒ��タ転送が行われてã�‚‹çŠ¶æ³ã§ã™ã€�





1つのフレーãƒ�を送信するためには8バイãƒ�(プリアンプル、SFD)��64バイãƒ�(イーサネットフレーãƒ�)��12バイãƒ�(IFG)で合è¨�84バイãƒ�=672ビットを転送するだけã�時間がå¿�¦�とã�†ã“とになります。このことから100Mbpsワイヤスピã�ドでは1秒間あたりã�フレーãƒ�数は、次の式から求めることができますã€�


100000000(bit/ç§�)÷672(bit/パケãƒ�ƒˆ)â‰�148810パケãƒ�ƒˆ/ç§�(pps)


すなわちã€�100Mbpsのワイヤスピã�ドã�148810ppsであり、スイãƒ�ƒãƒ³ã‚°èƒ½åŠ›ãŒã“ã�数値以上であればワイヤスピã�ドでの転送が可能です。もしも100Mbpsではなくてã€�1000Mbpsギガビットイーサネットになれã�ワイヤスピã�ドã�1488100ppsになりますã€�

まとめるとã€�

イーサネットã�ワイヤスピã�ドï¼�14880pps
ファストイーサネットã�ワイヤスピã�ドï¼�148810pps
ギガビットイーサネットã�ワイヤスピã�ドï¼�1488100pps


となりますã€�



「ノンブロãƒ�‚­ãƒ³ã‚°ã€ã£ã¦��

ワイヤスピã�ドを意味する148810ppsとã�†æ•°å€¤ã¯100Mbpsのイーサネットã�ーãƒ�1ポã�トあたりでè€�ˆã¦ã�¾ã™ã€�

スイãƒ�ƒã«æœ€ã‚‚è²�荷がかかるのは全ポã�トに対してワイヤスピã�ドでフレーãƒ�が送られたとã�です。すべてのポã�トに対して、ワイヤスピã�ドでフレーãƒ�が送られてきても、スイãƒ�ƒãŒé…延することなくすべてのフレーãƒ�を転送することができることを意味して「ノンブロãƒ�‚­ãƒ³ã‚°ã€ã¨å‘¼ã‚“でã�¾ã™ã€�

あるスイãƒ�ƒã®ã‚¹ã‚¤ãƒ�ƒãƒ³ã‚°èƒ½åŠ›ã§æ¬¡ã®å¼ãŒæˆç«‹ã™ã‚Œã�ノンブロãƒ�‚­ãƒ³ã‚°ã§ã™ã€‚この式を満たさなã��´åˆã�、スイãƒ�ƒã¯ã™ã¹ã¦ã®ãƒ•ãƒ¬ãƒ¼ãƒ�をå�ç�—きれなくなり、この状況を「ブロãƒ�‚­ãƒ³ã‚°ã€ã¨å‘¼ã³ã¾ã™ã€�


ポã�ト数×ワイヤスピã�ド≦スイãƒ�ƒãƒ³ã‚°èƒ½åŠ�


たとえã�ã€�24ポã�トã�100Mbpsのポã�トを持ってã�‚‹ã‚¹ã‚¤ãƒ�ƒã®å ´åˆã€ã‚¹ã‚¤ãƒ�ƒãƒ³ã‚°èƒ½åŠ›ãŒ


24�148810�3.6Mpps


以上であればノンブロãƒ�‚­ãƒ³ã‚°ã¨ãªã‚Šã¾ã™ã€�

ノンブロãƒ�‚­ãƒ³ã‚°ã§ã‚れば、理論上ã�最大è²�荷をå�ç�§ãã‚‹ã“とが保証されます。しかしã€�
どんな状況においてもå¿�šãƒŽãƒ³ãƒ–ロãƒ�‚­ãƒ³ã‚°ãŒå¿�¦ã§ã‚るわけではありませんã€�
実際にワイヤスピã�ドでパケãƒ�ƒˆãŒè»¢é€ã•ã‚Œã¤ã¥ã‘ることはかなりレアなケースです。ですから、ネãƒ�ƒˆãƒ¯ãƒ¼ã‚¯ã®è¦æ¨¡ãŒå°ã•ããã‚Œã»ã©ã‚¹ã‚¤ãƒ�ƒã«è²�荷がかからなã�’°å¢�§ã‚ればブロãƒ�‚­ãƒ³ã‚°ã®ã‚¹ã‚¤ãƒ�ƒã§ã‚‚十åˆ�§ã™ã€�


今度はスイãƒ�ƒãƒ³ã‚°å®¹é‡ãŒã©ã‚Œãã‚‰ã„あればã�„のかとã�†ã“とをè€�ˆã¦ã�ã¾ã™ã€‚ã‚‚ã�¸€åº¦ã€�
スイãƒ�ƒãƒ³ã‚°å®¹é‡ã�意味を振り返るとスイãƒ�ƒå†�ƒ¨ã§ãƒ•ãƒ¬ãƒ¼ãƒ�を転送するために用ã�‚‹å¸¯åŸŸå¹�のことですã€�

スイãƒ�ƒå†�ƒ¨ã«æµã‚Œã‚‹ãƒ‡ãƒ¼ã‚¿ãŒæœ€å¤§ã«ãªã‚‹ã‚±ãƒ¼ã‚¹ã‚’è€�ˆã‚‹ã¨ã™ã¹ã¦ã®ãƒã�トが全2重通信を行うときです。この最大のãƒ��タ容量をサポã�トすることができるかどã�‹ãŒã‚¹ã‚¤ãƒ�ƒã®å‡¦ç�€§èƒ½ã‚’知る上で大事なポイントとなります。たとえã�ã€�24ポã�トã�100BASE-TXのスイãƒ�ƒã§ã‚れば最大のãƒ��タ容量ã�ã€�


12�2�100=2.4Gbps


です。これã�24ポã�トあるã�で転送を行うポã�トã�çµ�Œ12çµ�€ãã®12çµ�ã‚Œãžã‚ŒãŒ100Mbpsの全2重通信を行う計算です。スイãƒ�ƒãƒ³ã‚°å®¹é‡ãŒ2.4Gbpsよりも大きけれã�すべてのãƒ��タを同時に転送することが可能となりまã�

スイãƒ�ƒãƒ³ã‚°èƒ½åŠ›ã¨åŒæ§˜ã«ã€ã‚¹ã‚¤ãƒ�ƒãƒ³ã‚°å®¹é‡ã‚‚こã�ようにすべてのポã�トが同時に通信ができるã�けã�容量がå¿�¦ã¨ã�†ã‚ã‘ではありません。ネãƒ�ƒˆãƒ¯ãƒ¼ã‚¯ã®è¦æ¨¡ã«ã‚ˆã£ã¦ã¯ã€ã‚¹ã‚¤ãƒ�ƒãƒ³ã‚°å®¹é‡ãŒå°ã•ãã¦ã‚‚きちんとトラフィãƒ�‚¯ã‚’å�ç�™ã‚‹ã“とができます。そのè¦�
極めにつã�¦ã¯ã€æ—¥é �‹ã‚‰ãƒãƒ�ƒˆãƒ¯ãƒ¼ã‚¯ä¸Šã‚’流れるトラフィãƒ�‚¯ã‚’正確に把握しておくことが大事なポインãƒ�ですã€�





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