ネットワーク ルーティング
MACアドレス
ネットワーク上でデバイスを識別するためのユニークな番号。 48ビットで構成されており、通常は16進数で表記される。形式は 00:1A:2B:3C のように、8桁ごとに「:」で区切られる。
ARP による MAC アドレス取得方法
- 宛先 MACアドレスが不明な場合、送信元デバイスは宛先 IPアドレスが記載された ARPリクエストをネットワーク全体にブロードキャストで送信する
- 受信したデバイスは、リクエストされた IPアドレスが自分のものと一致する場合、ARP リプライを送信し、MAC アドレスを返す。
- 送信元デバイスは、このリプライを受け取り、IPアドレスと MACアドレスの対応表(ARPテーブル)を更新し、次回以降は直接通信を行う。
補足: - IPアドレスだけではデバイスを一意に特定できない。 - MACアドレスだけではルーティングができない。
LAN 間接続装置
ゲートウェイ
OSI 参照モデルの第4層から第7層で動作し、異なるプロトコル間の変換を行う。
L3SW
宛先 IPアドレスをもとに、最適な経路へと通信を転送する。 複数の L3SW やルータが通信を転送し、、最終的に宛先の機器へ到達する。
ルータと L3SW の違い
- L3SW は、LAN 内での高速通信に特化しており、ルータに比べてポート数が多く、主にLAN同士を接続するために使用する。
- ルータは、WAN と LAN の境界で利用され、より高度なルーティング機能を持っている。
L2SW
宛先 MACアドレスに基づいてパケットを転送する。 接続された機器の MACアドレスを学習し、データリンク層で通信を中継する。 リピータとは異なり、全ポートにパケットを送信せず、必要なポートのみに転送する。
ブリッジと L2SW の違い
- L2SW は、専用のハードウェアでパケットを高速に転送する。
- ブリッジは、ソフトウェアによってパケットを処理するため、速度が劣る。
ルータ、L2SW、ブリッジの役割
ネットワークは、ルータ -> L2SW -> ブリッジという階層構造で、異なる層が連携してデータを効率的に転送する。
リピータ
弱くなった信号を増幅し、ケーブルの使用可能範囲を延長する。 MAC アドレスや IP アドレスによる制御を行わず、物理層で単純に信号を転送する。
L3SWとL2SWの違い
L3SWとL2SWのの違いは、主に以下の2点
1. ブロードキャスト通信の取扱い
- L3SW やルータは、ブロードキャスト通信を異なるネットワークに転送しない。
- L2SW は、ブロードキャスト通信をすべてのポートに送信する。
- ブリッジは、宛先に関係なく、すべての機器に通信を転送する。
2. 宛先を指定するアドレス
VPN(ネットワーク層) と広域イーサネット(データリンク層)
VPN は、主にルータを使用して、IPsec による暗号化通信を行い、異なる場所にあるネットワークを安全に接続する。 広域イーサネットは、L2SW を利用して、物理的に離れた拠点同士を 1つの LAN のように扱う。VLAN技術を使って、ネットワークセグメントを論理的に区別する。
