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ネットワークエンジニアとしての基礎: 2. ハードウェアの理解: スイッチ

投稿日:7月 3, 2019 更新日:

みなさん、こんにちは。

このシリーズは、ネットワークエンジニアとしてスキルを身に着け、転職する方やフリーランスとして働く方に向け、ネットワークエンジニアとして必要なスキルを学ぶための入門シリーズです。ネットワークのサイトや本を読んで学んだだけの方でも、挫折しないおすすめの方法です。

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ネットワークエンジニアとしての基礎: 2. ハードウェアの理解: スイッチ

スイッチという言葉は広い意味なのでここいうスイッチはLANスイッチのことだと思ってください。

スイッチとは?

スイッチという言葉の意味は、受信したデータの宛先を見て、接続された各機器への転送の可否を判断する機能を内蔵したものです。つまり、宛先にデータを送る役割を持っているんですね。

階層によるスイッチ

LAN スイッチは、前回の記事でもお話ししましたが、LAN に流れているフレームにはデータと共に宛先が入っているので、LANスイッチはそれを見て適切な宛先にデータを送信できるか判断して送信します。

伝送速度と伝送モード

10Mビット/秒,100Mビット/秒,1Gビット/秒の伝送速度 があり、全2重通信と半2重通信の二つの伝送モードがあり、機器同士は同じモード、かつ伝送速度でないと通信できません。

ポートの数と種類

ポート数は、8、16、24、48 ポート等さまざまです。ポートとパソコンやサーバ間はツイストペアケーブル等で接続します。

アップリンク・ポートの数

LAN スイッチのポートには、LAN スイッチとパソコンやプリンタをつなぐものと、別のネットワークスイッチとつなげるアップリンクポートと呼ばれるポートがあります。アップリンクポートは本来的には集積地へ向かう上りのポートで、別のネットワークの機器やインターネットにつなげる役割を担います。

例えば、マンションなどのネットワークは、各部屋同士の通信はやりたくないわけで、アップリンク・ポートを使いインターネットにアクセスすることになります。

アップリンク・ポートの速度

アップリンクポートは速度が重要です。基本的に 10 ギガビット・イーサネットが使われます。10 GBASE-T ツイストペアケーブルというのがよく利用され最大伝送距離は 100 mです。

管理対象または非管理対象スイッチ

スイッチにはマネージとアンマネージがあります。一言でいうとマネージは管理者で設定や管理機能を使えますが、アンマネージドは、そういった機能がないので安価です。どちらがいいかは、利用者の視点で考えればいいでしょう。

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VLAN機能

スイッチには仮想LAN機能といって、疑似的にネットワークを分ける機能があります。8つある穴の1から4の通信と、5から8の通信を分けられるということです。これにより、物理的に2つのスイッチを用意しなくてもネットワークの範囲をコントロールできます。

バックプレーン速度

バックプレーン速度(容量ともいう)は、スイッチ全体での 1 秒間で処理できるデータ量を表しています。なので数字が大きいほど処理が早いということですね。単位は、 bps(Bit Per Second)です。

バックプレーン速度を知ればどのくらいPCを接続して使えそうか見積もることができます。

例えば、8 ポートあるLANスイッチのバックプレーン速度が 3 Gbpsだったとします。100Mbps の 24 ポートスイッチの場合、このスイッチに PC を 10 台接続したとします。このときの最大の転送量は、

100Mbps × 10 台 = 1000Mbps = 1Gbps

ですね。なのでバックプレーン速度 3 Gbpsより小さいので大丈夫となりそうですが、残念ながら間違いです。通常スイッチは全二重通信を行います。 全二重通信 は1ポート上りと下りで100Mbpsづつ、合計200Mbpsの通信が発生します。なので正確には、

100Mbps × 10台 × 2 = 2000Mbps = 2Gbps

となりバックプレーン速度が3Gbpsだと66%は転送量を使うことになります。

まとめ

まずはLANスイッチの基本的な速度や見積方を紹介しました。

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