枯れた技術と思うなかれ!最新LANスイッチ事情

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枯れた技術と思うなかれ!最新LANスイッチ事情

2015/03/30

 ネットワークを構成する要素として欠かすことのできないLANスイッチ。すでに枯れた技術としてご存じの方も多いと思われるが、ネットワーク高速化の動きやSDNに関連した新たなスイッチ群の登場など、改めて学んでおきたい話題は実は少なくない。そこで今回は、LANスイッチの基本に触れながら、LANスイッチの最新動向に迫ってみたい。

スイッチ

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1既存ネットワークの高速化技術も!最新LANスイッチ事情

1-1LANスイッチの基礎知識

■LANスイッチとは?

 企業がネットワークインフラを敷設する際に欠かせないLANスイッチ。LANスイッチには、一般的にOSI参照モデルにおけるレイヤ2(データリンク層)で動作するMacアドレスにてスイッチングする「レイヤ2スイッチ」(以下、L2スイッチ)やレイヤ3(ネットワーク層)で動作するIPアドレスでスイッチングする「レイヤ3スイッチ」(以下、L3スイッチ)がある。
 L2スイッチではフレームと呼ばれる単位で通信が行われるが、PCなどが接続されているポートの宛先が対応表としてスイッチ内に記憶されている。ハブのようにすべてのポートに対してブロードキャストフレームを流す必要がなく、効率的にデータ通信を行うことが可能だ。対してL3スイッチはパケットと呼ばれる単位で情報が扱われ、相互接続されたネットワーク全体で識別可能なIPアドレスが各端末に割り振られる。このIPアドレスをベースにスイッチングが行われるようになる。
 PCの周辺に設置するエッジスイッチとしてL2スイッチが、複数のスイッチを束ねながらLAN間接続するフロアスイッチやコアスイッチなどにL3スイッチが利用されるのが一般的だ。

コラム:上位レイヤのスイッチも存在

 今回の特集ではL3までの下位レイヤでのスイッチがターゲットになっているが、実際にはL4からL7までアプリケーションを中心に制御するスイッチも存在している。この上位レイヤで動作するスイッチは、HTTPやFTPなどのプロトコルを認識してパケットの具体的な内容を元に制御を行うことが可能だが、パケットの中身を見ることで攻撃を検知し、実際に防御まで行ってくれる「セキュリティスイッチ」という名称で呼ばれたり、ネットワークを通過するデータをアプリケーションに応じて円滑に配信するという意味でADC(Application Delivery Controller)と呼ばれたりしている。役割は違うものの、ネットワーク機器として中身を判断してスイッチングするという意味では類似カテゴリの製品になる。


■LANスイッチの提供形態

 LANスイッチは、10Mbpsの速度を提供する10Base-Tから100Mbpsに対応した100Base-TX、1Gbpsに対応した1000Base-CXや1000Base-T、10Gbpsに対応した10GBase-Tなど幅広いLANケーブルに対応しており、光ファイバを利用するためのトランシーバ「SFP(Small Form Factor Pluggable)」を接続することでさらに高速化した通信が実現できるようになる。
 実際のLANスイッチは、BOX型のタイプからシャーシ型のタイプ、ブレードサーバ内に格納されるブレード型までその提供形態は多岐に渡っており、用途に応じて選択することが可能だ。最近では、BOX型を多段接続(スタック接続)し複数台のLANスイッチを巨大な仮想スイッチに見立てることが可能なものが増えており、スタック接続の際のデータプレーン処理は480Gbpsと高速で、シャーシ内のデータプレーン処理とそん色ないレベルにまで達している。なお、ラックに格納されるシャーシ型は企業のコアスイッチとして幅広く利用されている。

図1-1 BOX型「Apresia13200」
図1-1 BOX型「Apresia13200」
資料提供:日立金属
図1-2 シャーシ型「Cisco Catalyst 3580」
図1-2 シャーシ型「Cisco Catalyst 3580」
資料提供:シスコシステムズ

コラム:驚きの製品寿命“90年”スイッチのからくり

 最近では、MTBF(平均故障間隔)が79万3000時間という脅威の製品寿命を持つスイッチが登場している。なぜそこまでの長寿命な製品が登場したのか。その秘密は電子機器の寿命に大きく影響する電解コンデンサにある。電解コンデンサは、静電容量を増すために電解液が用いられるのが一般的だが、年月を経ることで外部に漏れ出てしまう構造になっており、長く使うと十分に性能が発揮できなくなる。この電解コンデンサを液体のものからジェル状の高分子アルミ固体電解コンデンサに変更したことで、およそ90年という脅威の製品寿命を成し遂げたのだ。90年間という長寿命のスイッチ、市場にどう受け入れられていくのかは今後注目したい。

図2 長寿命スイッチで利用されているコンデンサ
図2 長寿命スイッチで利用されているコンデンサ
資料提供:エレコム

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