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» 2008年02月26日 00時00分 公開

ネットワークの基礎を学習する CCNA対策講座(3):データはどうやって伝わるの? (2/3)

[ゴールデンフォレスト株式会社,@IT]

正解

 c

解説

 アプリケーション層からセッション層で用意されたデータ(メッセージ)を下位4層では、それぞれ固有の情報を追加してPDUを作成します。

●トランスポート層:セグメント、データグラム

●ネットワーク層:パケット

●データリンク層:フレーム

 トランスポート層でTCPを使用している場合、「セグメント」といい、UDPを使用している場合に「データグラム」といいます。データリンク層のフレームは、物理層でビットになり、送信されます。受信側では、カプセル化の逆の順番にて非カプセル化が行われます。

OSI参照モデルとデバイス

 ネットワークを使用してコンピュータやプリンタ、サーバなどが通信するためには、通信するためのさまざまな機器とルールが必要です。1つの会社の中など限られたネットワークが「LAN(Local Area Network)」と呼ばれるものです。一方、電話回線や専用線などを使用して地理的に離れた場所などに使用されるネットワークが「WAN(Wide Area Network)」です。

物理層:ハブ、リピータ、ネットワークケーブル

 物理層で使用されるネットワークケーブルには次のようなものがあります。

種類 規格 コネクタ 用途
同軸ケーブル 10BASE5、10BASE2など T字型コネクタ LAN
ツイストペア 10BASE-T、100BASE-TXなど RJ-45 LAN
光ファイバ 100BASE-FX、1000BASE-LXなど 光ファイバコネクタ LAN、WAN
シリアルケーブル RS-232C、V.35など シリアルコネクタ WAN

 シリアルケーブルは、WANに接続するルータや端末アダプタに使用されることが多く、シスコのルータでは「V.35」というVシリーズ勧告で規定された規格のものが使用されます。

 物理層で動作するデバイスには「ハブ(Hub」と「リピータ(アクティブハブ)」があります。ハブは、LAN上のPCをつなぐ「回線集約装置」で、ハブを中間に配置することで、1対Nのやり取りが可能になります。

 ハブは、受信ポートで受け取った信号をそのポート以外のすべてのポートに送ります。受信側は、自分あてのデータであれば受け取り、自分あてでなければデータを破棄します。

 ハブには、「パッシブハブ(Passive Hub)」と「アクティブハブ(Active Hub)」の2種類があり、パッシブハブは電気信号に対する処理機能はなく、受信ポート以外のポートに送り出すだけです。アクティブハブは、受信した電気信号を元の形に増幅してから受信ポート以外のポートに送り出します。このような増幅処理を行うことから、アクティブハブはリピータとも呼ばれます。

 1つのハブで用意されたポートだけでは集線できない場合、複数のハブを接続することができます。ハブには、接続に「カスケード接続」と「スタッカブル接続」の2種類があります。カスケード接続では、ハブが持つ「UpLinkポート」または「MDI(Medium Dependent Interface)ポート」というカスケード接続用のポートを使用して、階層的にハブを接続することができます。一方、スタッカブル接続は「デイジーチェーン」とも呼ばれ、数珠つなぎのようにハブを接続する方法です。カスケード接続の場合は接続する台数に制限(2台または4台)があるのに対し、スタッカブル接続は接続する台数に制限はありません。

データリンク層:スイッチ、ブリッジ

 データリンク層で動作するデバイスには「スイッチ(Switch)」と「ブリッジ(Bridge)」があります。

  物理層で動作するハブは、受信ポート以外のすべてのポートに転送していましたが、スイッチやブリッジは、MACアドレスを使用して、適切な送信先にデータを転送します。また、ハブは単純に電気信号を転送するだけですが、スイッチやブリッジは、エラー検出を行って正常なデータだけを転送します。

 スイッチとブリッジの違いは、ポートの数と処理方法です。ブリッジはポートごとに集積回路を持ち、ブリッジ内のメモリにて受信したデータをどのポートに転送するかをソフトウェア的に処理します。そのため、多くのポートを持つことができませんでした。スイッチは、受信したデータを処理するための専用ハードウェアとして特定用途向けの集積回路を、ブリッジよりも高速な処理ができるようになっています。

ネットワーク層:ルータ

 ネットワークには、LANとWANがあり、複数のLANが接続されていたりLANとWANが接続されていたりします。このような異なるネットワークを相互接続できるようにするデバイスが「ルータ」です。ルータでは、論理アドレスであるIPアドレスを使用して、ネットワーク間のデータ転送を提供します。

 ルータは複数のポートを持ち、ルータが持つポートのことを「インターフェイス」と呼びます。

 ルータに直接接続されているネットワークはもちろん、直接接続されていないネットワークへの転送指示にも対応するため、「ルーティングテーブル」という情報を持ち、どのネットワークに転送するかを判断しています。

図3 ネットワーク層で動作するデバイス:ルータ 図3 ネットワーク層で動作するデバイス:ルータ
図に一部、誤りがございました。お詫びして訂正いたします(2010年2月12日15:00、編集部)

 図3の例であれば、172.10.0.0のネットワークから172.20.0.0のネットワークへデータを転送するには、ルータ1のe0インターフェイスにデータが転送され、ルータ1のe1インターフェイスからルータ2のe0インターフェイスに転送されます。ルータ2のe1インターフェイスから172.20.0.0のネットワークにデータが届けられます。

確認問題2

問題

 データリンク層で動作する機器を選択しなさい。

a.ハブ

b.ルータ

c.スイッチ

d.リピータ

e.ブリッジ

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