ネットワーク中継機器
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用語解説
通信信号、フレーム又はパケットを受け取り、OSI参照モデル上の機能と転送規則に従って別の媒体・ポート・ネットワークへ送り出す機器です。リピータ／ハブは物理層、ブリッジ／L2スイッチはデータリンク層、ルータ／L3スイッチはネットワーク層を主に扱います。
■ 試験で押さえるポイント
リピータは第1層で減衰・変形した信号を再生して伝送距離を延ばします。リピータハブも受信したビットを他の全ポートへ中継し、MACアドレスやIPアドレスを見ません。接続端末は同じ衝突ドメインを共有します。
ブリッジとL2スイッチは第2層で、受信フレームの送信元MACアドレスと受信ポートを学習してMACアドレス表を作り、宛先MACアドレスに対応するポートへ転送します。宛先不明ユニキャスト、ブロードキャスト等は同じVLAN内へフラッディングします。
L2スイッチの各ポートは通常別の衝突ドメインになりますが、同じVLANのポートは同じブロードキャストドメインに属します。VLANで論理的に分割したネットワーク間を通信させるには、ルータ又はL3スイッチによるルーティングが必要です。
ルータは第3層で宛先IPアドレスを経路表と照合し、最長一致する経路の次ホップ又は出力インタフェースへパケットを転送します。異なるIPネットワークとブロードキャストドメインを接続し、転送時にTTL又はHop Limitを減らします。
L3スイッチはL2スイッチングとIPルーティングを一台で行い、VLAN間ルーティングなどを高速に処理します。現代のルータもハードウェア転送を行うため、「ルータはソフトウェアで遅く、L3スイッチは必ず高速」という区別ではなく、対応回線、経路制御、WAN機能、ポート構成等で選びます。
ゲートウェイは異なるプロトコル、データ形式又はアプリケーション間を接続・変換する機能の総称として使われます。一方、端末に設定するデフォルトゲートウェイは、他ネットワーク宛てパケットを渡すルータのインタフェースです。ゲートウェイが常に第4層以上の専用機器とは限りません。
無線LANアクセスポイントは無線端末を有線LANへ収容し、一般には第2層ブリッジとして動作します。ファイアウォール、ロードバランサ、プロキシ等も中継位置に置かれますが、名称ではなく、どの情報を参照してどの処理をするかで機能を判断します。
■ 過去問での着眼点
ハブはビットを全ポートへ、L2スイッチは宛先MACアドレスに基づくポートへ、ルータは宛先IPアドレスに基づく次ホップへ転送します。機器名だけでなく、動作層、参照情報、学習・経路表及び分割するドメインを対応付けます。L2スイッチは衝突ドメインを分割しますが、VLANを分けなければブロードキャストドメインは分割しません。L2はMACアドレス、L3はIPアドレスを主要な転送判断に使います。
例: 端末Aから同じVLANの端末BへはL2スイッチがMACアドレス表で転送します。別VLANの端末C宛てなら、AはフレームをデフォルトゲートウェイのMACアドレスへ送り、L3スイッチがCのIPネットワークへの経路を選びます。