トポロジ、媒体アクセス制御、MACアドレス

トポロジ
トポロジというのは、ネットワークの接続形態です。LANでは、トポロジとして次の4つが代表的なものです。

・バス型
バス型は、中心となるケーブル(同軸ケーブル)にコンピュータがぶらさがるような接続形態です。



・スター型
スター型は、ハブを中心として各コンピュータを接続する形になります。



・スターバス型
スター型のハブを複数接続した接続形態をスターバス型といいます。




・リング型
コンピュータが輪を作るような接続形態がリング型です。



このようにトポロジがいくつかあるのですが、LANの規格によって利用されるトポロジが決まっています。

バス型
スター型
スターバス型

イーサネット
リング型 トークンリング、FDDI


媒体アクセス制御方式
実はLANでは、LAN上にあるコンピュータすべてにデータが届く仕組みになっています。



コンピュータAからコンピュータDにデータを送信するとします。このとき、あて先以外のコンピュータB、Cにもデータが届いています。
小学生のとき、豆電球をつないで電球を光らせるような実験しましたよね?(いまはやってるんでしょうか???)この場合、つながっている豆電球ぜんぶに電流が流れて光ります。それと同じようにLANでは接続されているすべてのコンピュータに電流つまりデータが流れるわけです。

ですから、1台のコンピュータがデータを送信している間は、LANのケーブルを占有していることになります。つまり、同時に複数のコンピュータはデータを送信することができません。もし、複数のコンピュータがデータを送信しようとするとデータ(電気信号)の衝突が起こってしまいます。

そこで、
「どの」コンピュータが「いつ」データをケーブルに送信するかということを決める必要があります。これが媒体アクセス制御方式です。
英語では、Media Access Control と呼ばれています。

媒体アクセス制御方式も、LANの規格によっていくつか種類があります。

・CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)
イーサネットで使われています。
・トークンパッシング
トークンリング、FDDIで使われています。
・CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)
無線LANで使われています。


MACアドレス
LANに接続されているすべてのコンピュータにデータは流れますが、そのデータが自分宛てであればそれ以上の処理をする必要がありますが、自分宛てでなければそれ以上の処理をする必要がありません。

自分あてのデータかどうか判断するためのアドレスがMACアドレスです。つまり、MACアドレスによってLAN上の通信を識別します。

このMACアドレスは、NIC(Network Interface Card)に書き込まれています。長さが6バイト(48ビット)で、上位3バイトと下位3バイトにそれぞれ意味があります。

・上位3バイト=ベンダID。IEEEという規格団体がネットワーク機器を開発しているベンダごとに重複しないように割り当てています。

・下位3バイト=シリアル番号。各ベンダがネットワーク機器に割り当てています。こちらも重複しないように割り当てが行われます。

上位3バイトがIEEEによって重複しないように、下位3バイトが各ベンダによって重複しないように管理されているので、MACアドレスは世界で唯ひとつのアドレスとなります。またMACアドレスは、IPアドレスなどとは違い変更することができません。

まとめると、LAN上のコンピュータ(正確には、LAN上のコンピュータのNIC)は、流れてくるデータのあて先MACアドレスを見て、それが自分あてであれば、上位層(ネットワーク層)のプロトコルに渡してそれ以降の処理を行います。自分あてでなければ、そのデータを破棄します。

ここで、通信するときってIPアドレスで相手を識別するんじゃないの?と思う人がいらっしゃるでしょう。
これは非常にうまくできていて(階層構造になっているっていうのがポイントですね!)、IPアドレスとMACアドレスの関連についてはもう少し先で考えていきますので、そのときまでお待ちください。






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