イーサネットスイッチとは
イーサネットスイッチとは、コンピュータネットワークの中継を行うとともに効率的な通信をサポートするハードウェアデバイスです。
コンピュータの通信はイーサネットが主流のため、スイッチングハブとほぼ同義です。
ハブは通信データが入力された場合、接続された全ての機器にデータを再送出します。一方、イーサネットスイッチは入力データの中に含まれる相手先機器アドレスを読み出して、先方の機器にのみ通信データを再送信します。したがって、ハブと比較して高速かつ高度なトラフィック制御を提供します。
イーサネットスイッチの使用用途
イーサネットスイッチはOAネットワークにおいて重要な役割を持つ機器です。以下はイーサネットスイッチの使用用途一例です。
1. ローカルエリアネットワーク（LAN）の接続
複数のコンピューターやサーバーなどのOAデバイスを接続し、通信を制御するために使用されます。ネットワーク負荷を低減しつつ円滑に各機器を中継します。
2. ネットワークセグメンテーション
ネットワーク上のデータを分割し、通信の効率性と安全性を向上させるために使用されます。一例として、企業ネットワークの部門分割があります。部門ごとにセグメントを作成することでセキュリティを強化したり、通信速度を改善したりすることが可能です。
3. ネットワーク拡張
異なる場所にある複数のLANを接続するために使用されます。企業が別の地域に支店を開設する場合、支店と本店のこにゅにケーション向上のためにネットワークでつなぐ必要があります。イーサネットスイッチを使用することで、支店ネットワークを本部ネットワークに接続することが可能です。
4. ネットワーク監視
イーサネットスイッチを使用して、ネットワーク上のトラフィックを監視することが可能です。ネットワーク上のトラブルや接続されたデバイスの状態などをモニタリングし、問題が発生した場合には管理者に通知することが可能です。
イーサネットスイッチの原理
イーサネットスイッチはデータリンク層に位置するネットワークスイッチで、イーサネットプロトコルを使用してデータを転送します。MACアドレスを含む「フレーム」と呼ばれるデータ単位で通信します。
まず、接続されたデバイスからデータフレームを受信し、そこに含まれる宛先MACアドレスを調べます。宛先MACアドレスを確認した後に自身のMACアドレステーブルを使用して宛先ポートを決定し、データフレームを直接送信されます。その後、必要に応じてMACアドレスとポート情報を自身のMACアドレステーブルに追加または更新します。
MACアドレスはデータリンク層の中で定義されていることから、イーサネットスイッチのことをレイヤ2スイッチまたはL2スイッチとも呼ばれます。
データリンク層とはOSI7階層モデルによって定義された階層です。OSI7階層モデルはISOによって定義されたネットワーク通信規格です。イーサネットスイッチは、相互に通信する機器間のデータの受け渡しを定めた第2層 (データリンク層) 用機器に分類されます。
イーサネットスイッチの選び方
イーサネットスイッチを選ぶ際にはポート数、速度、サポート機能などを考慮して選択します。
ポート数は接続するデバイスの数やネットワークの規模に応じて選択します。一般的なスイッチは8ポート～48ポート程度です。
速度はデータ転送の速度に影響を与えます。一般的なスイッチは、10/100Mbpsまたは1,000Mbps (ギガビットイーサネット) です。高速な機器を選択すると高速なネットワーク通信を実現できますが、コストが高くなる可能性があります。
サポート機能はセキュリティやVLAN機能などを指します。VLANはネットワークを仮想的に分割し、セキュリティや管理性を向上させるために使用されます。その他にもリモート設定・監視機能やビデオ・音声などのリアルタイム通信を優先するQoS機能等があります。
イーサネットスイッチのその他情報
イーサネットスイッチとルーターの違い
イーサネットスイッチはデータリンク層で動作するのに対して、ルーターはより上位のネットワーク層で動作します。イーサネットスイッチはMACアドレスを使用してデータ転送しますが、ルーターはIPアドレスによってデータ転送します。したがって、ルーターのほうがより広域のネットワーク使用されます。
あるデータが転送される際には、まずはイーサネットスイッチにファイルが送られます。イーサネットスイッチはルーターにファイルが送り、複数のルーターを経由して宛先のイーサネットスイッチにファイルを届けます。最後にスイッチから宛先端末にファイルを伝送します。
LAN内ではイーサネットスイッチによって高速かつ近距離の通信を行い、より広域の世界ではルーターによって通信を行うように設計されます。
参考文献
https://jp.rs-online.com/web/c/semiconductors/interface-ics/ethernet-switch-ics/
https://thinkit.co.jp/story/2015/04/30/5800