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LAN間接続装置の機能

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LAN間接続装置の種類

 LANを構築するときに用いられるこれらの装置をLAN間接続装置といいます。代表的なものはリピータ、ブリッジ、ルータ、ゲートウェイなど。これらはOSI基本参照モデルのどの層に位置し、どの層でデータを中継するのか、つまりどの層でネットワークを接続するのかが異なる。
image.png
OSI基本参照モデルのとLAN間接続装置の対応を示しますが、それぞれの装置がどの層に位置して機能を果たすのは、アドレス情報で分かる。
image.png

リピータ(物理層で中継)

 リピータは、OSI基本参照モデルの物理層に位置し、伝送中に減衰した電気信号を再生、増幅する装置。伝送距離を延長。
 リピータだけで構成された(論理的一本のケーブルで繋げられている)ネットワークの区画をセグメントということがあります。
 リピータで多くのノードが接続されたネットワークを構築することができる。が、セグメント当たりのノードが多くなると、トラフィック量が増え、コリジョンが多くなる。
 ハブ(リピータハブ)、一対多のリピータ。
image.png

ブリッジ(データリンク層でフレーム中継)

 ブリッジは、OSI基本参照モデルのデータリンク層(第二層)に位置し、ネットワーク上を流れるデータ(フレーム)のヘッダに含まれるMACアドレスを識別して、必要であればフレームを他のセグメントに中継する機能をもった装置です。
macアドレス学習⇒MACアドレスをフィルタリング⇒トラフィック量軽減

スイッチングハブ、L2スイッチ(交换机)

ブリッジが古く、現在は高性能なスイッチングハブが使うようになった。類似機能を持ち、高性能で、コリジョンが発生しないが特性。

ネットワーク層でパケットの中継を行うルータ

ルータは、OSI基本参照モデルのネットワーク層に位置し、複数のネットワークをネットワーク層で接続する装置です。
 ルータは、ネットワーク上を流れるデータ(IPパケット)のヘッダに含まれる宛先IPアドレスを識別し、ルーティングテーブル(経路表)から、そのパケットの宛先ネットワークを探し、次の伝送先ノードにパケットを転送する。
 経路選択、ルーティング

L3スイッチ

 なお、ルータはIPパケットの転送処理をソフトウェア(プログラム)で行っていますが、これをハードウェアで行うことで大幅に高速化したのがL3スイッチ。ルータはソフトウェアで、L3スイッチはハードウェアでIPパケットの伝送処理を行う。

七層すべての中継を行うゲートウェイ

 ゲートウェイ、トランスポート層以上が異なるLAN同士を中継する装置で、第一層から第七層までのすべての層でネットワークを接続する装置。よって、異なるネットワーク構造(アーキテクチャ)を接続することができる。image.png

LAN間接続装置のとデータ伝送の範囲

リピータ 物理層
ブリッジ データリンク層
ルータ ネットワーク層
ゲートウェイ アプリケーション層で中継、全層接続する

練習問題

リピータは、OSI基本参照モデルの物理層に位置し、伝送中に減衰した電気信号再生、増幅する装置です。
リピータと同じ機能を持つ集線装置をリピータハブという。
ブリッジは、データリンク層をもとにしてフレームを中継する。
スイッチングハブ(L2スイッチ)は、受信したデータを宛て先MACアドレスが存在するポートだけに伝送する、ブリッジと同じ機能をもった集線装置である。
ルータは、ネットワーク層を元にパケットを中継する。
ルータは、複数のLANをOSI基本参照モデルの第三層ネットワーク層で接続し、パケットを中継する。
ゲートウェイは、OSI基本参照モデルのトランスポート層以上が異なるLANシステム相互関でプロトコル変換を行う装置です。

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