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データリンク層で動作するスイッチ
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投稿者: chouさん
投稿日:2019/08/13 13:48
更新日:2019/08/13 14:57
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分類
技術
テクノロジー
ネットワーク
キャリア
運用・保守 / 構築 / 設計
投稿内容

今回はデータリンク層で動作するスイッチを紹介します。

スイッチの機能(レイヤ2スイッチ「L2スイッチ」、スイッチングハブ)

レイヤ2ヘッダ(イーサネットヘッダ)の情報を処理します。

MACアドレスを利用したデータの送受信が可能です。

処理の流れ:

  1. 入ってきたデータの送信元MACアドレスを読み取り、そのアドレスをポートに関連づけたデータベース(MACアドレステーブル)に登録します。
  2. 宛先MACアドレスを読み取り、一致するアドレスがあるかどうかMACアドレステーブルを調べます。
  3. 宛先MACアドレスと一致するMACアドレスがあれば、そのMACアドレスが関連づけられているポートにのみデータを送信します。
  4. 一致するMACアドレスがない場合は、そのデータを受信したポート以外のすべてのポートにデータを送信します。

MACアドレスの学習、フィルタリング、フラッディング

スイッチはMACアドレステーブルと呼ばれるデータベースを持っています。初期状態では何も登録されていません。インターフェースにPCなどのノードを接続すると、そのノードからフレームが送信されます。

  • MACアドレスの学習

スイッチはそのフレームに含まれるデータの送信元MACアドレスを読み取り、自身の着信ポート番号と関連づけて、MACアドレステーブルに登録していきます。この機能をMACアドレス学習機能と呼びます。

  • MACアドレスフィルタリング

PC-AがPC-Cにデータを送信したとします。スイッチは宛先MACアドレスを確認します。テーブルにはPC-Cのエントリが登録されているので、該当するポートのみにデータを送信します。このようにMACアドレスを基準に送信先を選択することをMACアドレスフィルタリングといいます。 

  • MACアドレスフラッディング

PC-AがPC-Dにデータを送信する場合を考えてみます。MACアドレステーブルには、PC-Dのアドレスは登録されていません。登録されていないからといってデータを捨ててしまうと、なかなか通信が成立しなくなるので、スイッチは受信したポート以外のすべてのポートからデータを送出します。これはフラッディングといいます。 

ハブとスイッチの違いとスイッチのメリット

ハブ:フィルタリング機能なし

スイッチ:フィルタリング機能あり

スイッチのmerit:不要なデータを流さなくて済むのです。これにより、帯域幅が節約でき、

         ネットワークのパフォーマンスが向上します。

帯域幅一定時間にデータ伝送する伝送路の幅を表します。

    1秒あたりの伝送量を表す「bps」と同じ意味で使われることがあります。

    また無線の分野で、通信時に使用する電波の周電波数帯を表すこともあります。


以上データリンク層で動作するスイッチについて紹介しました。

ご覧いただき、ありがとうございました。

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