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ネットワーク技術II
第8.1課
イーサネット・スイッチング
http://www.info.kindai.ac.jp/NetEngII
38号館4階N-411 内線5459
[email protected]
OSI第2層
データリンク層の2つの制御
LLC(論理リンク制御)
MAC(メディアアクセス制御)
レイヤ2機器
NIC
ブリッジ
スイッチ(マルチポートブリッジ)
NIC
無線ブリッジ
スイッチ
ブリッジ
MACアドレスによる転送制御
レイヤ2の機器
 ルータ (レイヤ3) との違い

ネットワークセグメント間をつなぐ
セグメント分け（セグメンテーション）
 衝突ドメインの細分化

ブリッジの動作(1)
AA→BB
MAC:CC
MAC:AA
fa1
fa2
ブリッジテーブル
MAC:BB
fa1 fa2
AA
MAC:DD
ブリッジの動作(2)
CC→AA
MAC:CC
MAC:AA
fa1
fa2
ブリッジテーブル
MAC:BB
fa1 fa2
AA CC
MAC:DD
ブリッジの動作(3)
BB→AA
MAC:CC
MAC:AA
fa1
fa2
ブリッジテーブル
MAC:BB
fa1 fa2
AA CC
BB
MAC:DD
セグメンテーション
セグメント1
セグメント2
コリジョンドメイン
コリジョンドメイン
ブロードキャストドメイン
各レイヤ機器とドメインの分割
機器
レイヤアイコン
コリジョン
ドメイン
ブロードキャスト
ドメイン
リピータ
1
分割しない
分割しない
ハブ
1
分割しない
分割しない
ブリッジ
2
分割する
分割しない
スイッチ
2
分割する
分割しない
ルータ
3
分割する
分割する
スイッチ
ポートを多数持つブリッジ
マルチポートブリッジ
 ポート間をスイッチで切り替えているイメージ

やっていること
セグメント間のイーサネットフレームの転送
 アドレステーブルの管理

マイクロセグメンテーション

ポート毎に直接つながる→同時に複数の通信
スイッチの動作(1)
AA→DD
MAC:AA
fa1
fa2
MAC:BB
MAC:XX
fa4
fa3
フォワーディングテーブル
fa1
AA
MAC:CC
MAC:DD BB
fa2
CC
fa3
DD
fa4
XX
スイッチの動作(2)
AA→CC
BB→DD
コリジョン
発生
MAC:AA
fa1
fa2
MAC:BB
セグメント
MAC:XX
fa4
fa3
フォワーディングテーブル
fa1
AA
MAC:CC
MAC:DD BB
fa2
CC
fa3
DD
fa4
XX
スイッチの動作(3)
AA→CC
DD→XX
MAC:AA
同時に
通信可能
MAC:XX
fa4
fa1
fa2
fa3
フォワーディングテーブル
fa1
MAC:BB
AA
MAC:CC
MAC:DD BB
マイクロセグメンテーション
fa2
CC
fa3
DD
fa4
XX
スイッチの動作(4)
AA→ブロードキャスト(FF-FF-FF-FF-FF-FF)
ブロードキャストは
全ポートから送信
MAC:AA
fa1
fa2
MAC:BB
MAC:XX
fa4
fa3
フォワーディングテーブル
fa1
AA
MAC:CC
MAC:DD BB
fa2
CC
fa3
DD
fa4
XX
全二重通信
1対1通信なら全二重通信可能

帯域幅が2倍に(100Base-TXなら200Mbps)
全二重通信可能
ネットワークのレイテンシ(遅延)
遅延
メディア遅延信号がメディア上を移動(ほぼ光速)す
るのにかかる遅延
回路遅延
回路の信号処理にかかる遅延
ソフトウェア
遅延
その他
スイッチングプロトコルの実装にかか
る遅延
フレーム内容等による遅延
スイッチのモード
受信したイーサネットを送信するタイミング
カットアンドスルー
 フラグメントフリー
 ストアアンドフォワード

イーサネットフレームと
スイッチのモード
6B
カットスルー
フラグメントフリー
ストアアンドフォワード
64B
各モードの特徴
モード
送信タイミング
ソフトウエア
遅延
エラー
チェック
カットスルー
コリジョンビットレート
検出
宛先受信後
(6B受信後)
小
不可能
不可能
対称のみ
フラグメント
フリー
64B受信後
中
不可能
可能
対称のみ
ストアアンド
フォワード
全て受信後
大
可能
可能
非対称も
可能
非対称スイッチング : 帯域幅の異なるセグメント間でのスイッチング
ギガビットイーサネットではストアアンドフォワードが主流
冗長性のあるネットワーク
長所 : 故障耐性が高い
短所 : ループが発生する
スパニングツリープロトコル
(IEEE802.1D)
冗長なパスをシャットダウンする
STPのステート
ステート
目的
ブロッキング
(遮断中)
BPDU（Bridge Protocol Data Unit）だけを受信
インターフェイスはフレーム転送に関与しない
リスニング
(聴取中)
アクティブなトポロジを構築
インターフェイスをフレーム転送に関与させることをスパ
ニングツリーが決定
ラーニング
(学習中)
ブリッジングテーブルを構築
インターフェイスはフレーム転送に関与する準備をしてい
る状態
フォワーディング
(転送中)
ユーザデータを送受信
インターフェイスはフレームを転送する
ディーゼブル
(無効化)
ダウン状態
インターフェイスはスパニングツリーに含まれない
ステートの遷移
初期状態
ブロッキング
20秒以内
リスニング
15秒以内
初期状態(電源投入)から
フォワーディングまで
最大50秒
ラーニング
15秒以内
フォワーディング
ディーゼブル

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