リピータやブリッジからL2スイッチへの変遷

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リピータやブリッジからL2スイッチへの変遷

2013/09/03


 LANを構築するのに欠かせないネットワーク接続機器の代表格と言えば、無駄なパケットを遮断してネットワーク帯域を効率よく利用させることができるL2スイッチだ。別名“スイッチングハブ”とも呼ばれており、L2はレイヤ2の略、すなわちデータリンク層で動作する機器である。ただ、ネットワーク接続機器として物理層はリピータ、データリンク層はブリッジ、ネットワーク層はルータとあるものの、今ではブリッジやリピータは見当たらない。そこで、今回は、LAN草創期に活躍したリピータやブリッジの基本動作を振り返りながら、L2スイッチの基本機能などについて説明しよう。

L2スイッチ

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リピータとブリッジ…いいとこ取りの“L2スイッチ”ってなんだ?

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第一層で動作、コリジョン多発が問題になった「リピータ」

 現在、単体としてのリピータとブリッジを見ることはなくなったが、LANの草創期にはいずれもネットワークを接続するための重要な機器であった。リピータは、OSI基本参照モデルの第一層(物理層)で動作する。単にネットワークを延長させる機器であったため、電気信号の減衰、多段接続制限の問題やEthernet(CSMA/CD方式)のウィークポイントである衝突(Collision)の多発、送信待ちの問題があった。例えば、下図1のようにリピータを接続した場合は、このような問題点が顕在化する。

図1 リピータによる接続例
図1 リピータによる接続例

(1)

PC-Aと、リピータを介して接続されているPCすべてとフレームの衝突の可能性がある、また、その距離が長ければ長いほど衝突の可能性が高くなる。

(2)

PC-AからPC-Bにフレームを送信している場合でも、リピータを介して接続されているPCに電気信号がいきわたるので、すべてのPCが送信待ちの状態になる。

(3)

距離が長くなればなるほど電気的な減衰により、フレームが壊れる可能性が高くなる。

コラム:4台じゃなくても通信できる!?リピータの多段接続制限

 図1のようなリピータによる多段接続制限は、IEEE802.3規格では最大4台と規定されている。すなわち、通信装置と通信装置の途中にリピータが5台以上入ると、フレームが正しく送られない仕様になっている。そこで、いたずら心が発生。実際に実験を行ってみたところ、5台、6台、7台、8台と接続しても何の問題も発生しなかった。ここで、リピータがなくなったので実験終了。ちなみに、禁止されているループ状接続にしても問題なかった。
 ではこの規定は意味が無いのか?いや、これは条件の良いところでの実験であって、実際に通信はできるものの、あくまで保証される範囲は最大4台という規定ということになる。実務ではきちんと規定を守りましょう。


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