リピータハブってなんだろう？
ネットワーク機器のブリッジってなんのためにあるの？
こういった疑問に答えます。
- リピータハブとは何か説明できるようになる
- ブリッジの役割を説明することができるようになる
普段SEとして働いている僕が詳しく解説します。
リピータハブとブリッジ
先に述べておくと、リピータハブは現在のネットワークであまり使われることはありません。
スイッチというより高機能な機器に置き換わっています。
リピータハブとブリッジはそのスイッチの先祖にあたります。
なぜリピータハブはスイッチにおきかわったのかという話をしていきます。
CSMA/CD方式
リピータハブは、PCやネットワーク機器などの端末から出るLANケーブルを集線し、通信データを中継するための機器です。
リピータハブでは、CSMA/CD方式という伝送方式を採用していました。
CSMA/CD方式とは、次のような方式です。
伝送路を他の端末が使用していないか確認 CS(Carrier Sensse)
伝送路に接続されてた全ての端末は、常に伝送路上の全ての信号を確認していて、伝送路が空いているかどうかを知ることができる。
誰でも送信可能 MA(Multiple Access)
CSで端末が通信していないことを確認したら、いつでもデータを送信することができます。
衝突を検知する CD(Collision Detection)
同時に複数の端末がアクセスを開始した場合、伝送路上で衝突が起こります。
データが衝突してしまうとデータが壊れてしまいますので正しい情報を再送します。
コリジョンドメイン
CSMA/CD方式においてデータの衝突をコリジョンといいます。
そのコリジョンが発生する範囲をコリジョンドメインと呼びます。
コリジョンドメインないでは、同時に1対1でしか通信することができません。
例えば、端末Aが端末Cにデータを送信している間は他の全ての端末はデータを送信することができません。
CSMA/CD方式はこのように伝送路の奪い合いになりますので端末が増えれば増えるほどコリジョンが発生してしまうという問題があります。
最近ではデータ量の多い通信も多くなってきてCSMA/CDによるアクセス制御では使い物にならなくなってしまいました。
ここでの原因は1つのコリジョンドメインの中にたくさんの端末が存在しているということです。
なのでコリジョンドメインを細かく分けることができればこの問題は解消します。
これはリピータハブの機能では実現できませんが、スイッチやブリッジを使えば実現可能になります。
ブリッジ
コリジョンドメインを分割するネットワーク機器として、ブリッジがあります。
コリジョンドメインを分割するカギはブリッジの持つフィルタリング機能です。
ここでいうフィルタリングとは、フレーム内のMACアドレスを評価し、そのフレームをブリッジを越えて中継するかどうかを判断する機能です。
この機能のおかげで不要なデータ送信が抑制され、コリジョンの発生を抑えることができます。
フィルタリグ機能の仕組み
ブリッジにはMACアドレステーブルと呼ばれるデータベースのようなものを持っています。
このデータを参照してフィルタリングを行っていきます。
MACアドレステーブルには、受信したフレーム内の送信元MACアドレスと受信ポートの紐づけた情報を自動的に学習します。
受信フレームに対するフィルタリング機能の役割として大きく2つあります。
- ネットワークをまたがせないようにする
- トラフィックを整理してLANの橋渡しをする
ネットワークをまたがせないようにする
ブリッジはフレームを受信したらMACアドレステーブルを参照します。
受信したフレームの送信先MACアドレスが受信ポートに紐付けて登録されている場合には他のポートにフレームを送信する必要がありません。
なので、フレームをそこで破棄します。
トラフィックを整理してLANの橋渡しをする
受信したフレーム中の宛先MACアドレスが、受信ポート以外の特定のポートと紐づけて登録されている場合はその特定のポートからだけフレームを送出します。
リピータハブとブリッジとは？まとめ
解説したことをまとめます。
- ネットワークの環境変化により、リピータハブは使われなくなった
- コリジョンドメインを分割するネットワーク機器としてスイッチとブリッジがある
- コリジョンドメインの問題はフィルタリング機能により解決できる
以上、おつかれさまでした。
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