ネットワークトポロジ（接続形態）

ネットワークトポロジは、端末、通信機器及び回線をどのような関係で接続するかを表す形態です。ケーブルや機器の配置を表す物理トポロジと、データがどの順序・経路で流れるかを表す論理トポロジは一致しない場合があります。

■ 試験で押さえるポイント

• ポイントツーポイント型は二つの通信点を一対一で結び、構成と障害箇所が単純です。回線を共有しないことは性能予測に役立ちますが、専用接続であるだけで暗号化、認証又は盗聴耐性が自動的に得られるわけではありません。

• バス型は一本の共通伝送路へ複数端末を接続します。配線量は少ない一方、伝送路を共有するため衝突や障害の影響が広がり、幹線の断線や終端不良が全体へ影響します。初期の同軸Ethernetが代表例です。

• リング型は各ノードを輪状に接続し、隣接ノードへ順にデータを渡します。単一リングでは一箇所の断線・ノード障害が全体へ影響し得ますが、二重リング、迂回又は自己修復機能で可用性を高められます。物理的にスターでも論理的にリングとして動く構成があります。

• スター型は中央のハブ又はスイッチから各端末へ個別に接続します。一本の端末ケーブル障害は通常その端末だけに影響しますが、中央機器は単一障害点になるため、重要網では中央機器、上位回線及び電源を冗長化します。

• ツリー型はスター型を階層化し、アクセス、集約、コアなどへ枝分かれさせる構成です。拡張・管理しやすい一方、上位機器又は上位リンクの障害ほど影響範囲が大きくなります。冗長リンクを追加した場合はループ防止と経路制御が必要です。

• メッシュ型は各ノードを複数経路で接続する構成で、全ノード間を直接結ぶフルメッシュと一部だけを結ぶ部分メッシュがあります。迂回性は高まりますが、回線数、ポート数、経路制御及び運用の複雑さが増えます。

• 実ネットワークは複数形態を組み合わせます。障害問題では、壊れた端末・支線・中央機器・幹線・上位階層のどれが影響を受けるか、冗長経路が独立しているかを図から判断します。

■ 過去問での着眼点

スター型は支線障害の影響を一端末へ限定しやすい一方、中央機器が単一障害点になり、フルメッシュは迂回性と引換えにリンク数が急増します。物理的な配線形態と論理的なデータ経路を分け、故障箇所ごとの影響範囲と冗長性を比較します。物理トポロジと論理トポロジは一致するとは限らないことを押さえます。

例: 5拠点をフルメッシュで直接接続するには$5\times4\div2=10$本のリンクが必要です。中心1拠点へ接続するスター型なら5拠点間の構成は単純になりますが、中心拠点又はその共通設備の障害が全拠点へ波及します。