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ネットワーク技術II
第8.2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]
Web教材の間違い（1）
8.2.1 図1
誤 : 拡張メディア
正 : 拡張共有メディア
ネットワークのタイプ
共有メディア環境

複数のホストが同じメディアを共有
拡張共有メディア環境

ネットワークデバイスでメディアが拡張
ポイントツーポイント

1対1で接続

ダイヤルアップネットワークで広く使用
ネットワークのタイプ
共有メディア(マルチアクセス)
拡張共有メディア(リピータを使ったマルチアクセス)
ポイントツーポイント(1対1アクセス)
コリジョン
発生
コリジョンドメイン
同一メディア、もしくはレイヤ1機器によって
接続されたネットワーク

ドメイン内の複数のホストがほぼ同時期に送
信するとコリジョンが発生する
リピータ
ハブ
コリジョンドメイン
共有メディア
ハブ接続
リピータで拡張された共有メディア
リピータで拡張されたハブ接続
コリジョンドメイン
ハブ
(レイヤ1)
スイッチ
(レイヤ2)
ルータ
(レイヤ3)
レイヤ1機器とコリジョンドメイン
PC A→PC B
PC G
PC H
PC F
PC A
PC E
PC B
PC D
PC C
レイヤ1機器とコリジョンドメイン
PC A→PC B
PC E→PC F
PC G
PC H
PC F
コリジョン発生
PC A
PC E
PC B
PC D
PC C
CSMA/CD
Carrier Sense Multiple Access
Collision Detect
CSMA/CD
そろそろいいかな?
待ち時間は試行回数から計算
回数の多いほど長く待つ
コリジョンドメインの増加
送信
したい
送信
したい
PC G
PC H
PC F
送信
したい
PC A
送信
したい
PC E
PC B
PC D
PC C
送信
したい
コリジョンドメインの増加
送信
しよう
少し
待とう
PC G
PC H
PC F
少し
待とう
PC A
少し
待とう
PC E
PC B
PC D
PC C
少し
待とう
コリジョンドメインの増加
送信
しよう
PC G
PC H
PC F
送信
しよう
コリジョン発生
PC A
PC E
PC B
PC D
PC C
コリジョンドメインの増加
少し
待とう
送信
しよう
PC G
PC H
PC F
少し
待とう
コリジョン発生
PC A
送信
しよう
PC E
PC B
PC D
PC C
コリジョンドメインの増加
送信
しよう
少し
待とう
PC G
PC H
PC F
少し
待とう
コリジョン発生
PC A
少し
待とう
PC E
コリジョンが連続発生して送信
PC B
PC D
しよう
いつまで経っても通信できない
PC C
セグメント長の制限
イーサネットフレーム : 最短64B
送信終了前に
送信
コリジョン検出
開始
送信
開始
コリジョン発生
送信64B
開始
送信完了
長過ぎるセグメント
送信
開始
コリジョン発生
コリジョン検出する前に
送信を完了してしまう
レイトコリジョン
64B送信後に発生するコリジョン

長過ぎるセグメントで発生
通常のコリジョン発生時には
NICはフレームを再送信するが
レイトコリジョンでは再送信されない
4リピータルール
ホスト間にはリピータ(ハブ)は4台まで
5-4-3-2-1ルール
セグメントは5つまで
リピータは4つまで
ホストの繋がったセグメントは3つまで
リンクセグメントは2つまで
全体で1つのコリジョンドメイン
5-4-3-2-1ルール
リンクセグメント
ホストの繋がったセグメント
ラウンドトリップ遅延
ラウンドトリップのガイドライン
コリジョンドメインのセグメント化
レイヤ2またはレイヤ3の機器を使えば
コリジョンドメインをセグメント化できる
ブリッジによるセグメント化
ルータによるセグメント化
レイヤ2機器とコリジョンドメイン
PC A→PC B
PC G
PC H
PC F
PC A
PC E
PC B
PC D
PC C
レイヤ2機器とコリジョンドメイン
PC A→PC B
PC E→PC F
PC G
PC H
PC F
PC A
PC E
PC B
PC D
PC C
レイヤ2ブロードキャスト
ネットワークに繋がれた全ホスト宛の送信

MACアドレスFF-FF-FF-FF-FF-FF
ブロード
キャスト
受信
受信
受信
受信
受信
スイッチの動作
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
送信の種類
ユニキャスト

単一のノード宛の送信
ブロードキャスト

同一ネットワーク上の全てのノード宛の送信
マルチキャスト

同一ネットワークの特定のグループのノード宛
の送信
ブロードキャストMACアドレス
ブロードキャスト

FF-FF-FF-FF-FF-FF
マルチキャスト

01-00-5E-??-??-??

??にはマルチキャストIPアドレス(レイヤ3)から計
算された値が入る
ブロードキャストが起こる状況
発生元
操作
ワークステーション
ARP（Address Resolution
Protocol）要求
RIP（Routing Information
Protocol)
マルチキャスト
ルータ
マルチキャスト
アプリケーション
ARP(Address Resolution Protocol)
アドレス解決プロトコル

IPアドレス(レイヤ3)→MACアドレス(レイヤ2)
参考 : RARP (Reverse Address Resolution Protocol )
 MACアドレス→IPアドレス
ARP要求
例 : IPアドレス192.168.1.2へ送りたいが
MACアドレスが分からない
192.168.1.2の人
MACアドレス教えて
11-22-33-44-55-66です
RIP(Routing Information Protocol)
ルーティング情報プロトコル
ルータ間でルーティング情報を交換する
 30秒に1回ブロードキャストをする

僕にはネットワーク1,2,3
が繋がっているよ
RIP
ネットワーク1
ネットワーク1宛は
ルータAへ送ろう
ルータB
ネットワーク2
ルータA
ルータD
ネットワーク3
ルータC
ブロードキャストのデメリット
ブロードキャストはブリッジ(スイッチ)を
越えて送信される
ネットワーク内のトラフィックが増える
ブロードキャストストーム
多数のブロードキャストが同時に送信される状態
ネットワークの帯域幅を大量に消費し、ネット
ワークタイムアウトの原因となる。
ブロードキャストによる
パフォーマンスの低下
ユニキャストと各レイヤ機器
PC1→PC2
PC1
ハブ
(レイヤ1)
スイッチ
(レイヤ2)
ルータ
(レイヤ3)
PC2
レイヤ1機器は全てのポートから転送
レイヤ2,3機器は宛先のポートからのみ転送
ブロードキャストと各レイヤ機器
PC1→ブロードキャスト
PC1
ハブ
(レイヤ1)
スイッチ
(レイヤ2)
レイヤ1,2機器は全てのポートから転送
レイヤ3機器はブロードキャストフレームを遮断
ルータ
(レイヤ3)
ブロードキャストドメイン
ブロードキャストが送られる範囲
ルータはブロード
キャストドメインを
セグメント化する
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
ネットワーク内のデータフロー
フレーム転送はレイヤ1,2,3で行われる
ネットワーク内のデータフロー
PC A →PCB
レイヤ
4～data
from IP A
IP A
3 to IP B
IP B
from MAC A MAC A MAC R1
2 to MAC R1 MAC R1 MAC R2
data
IP A
IP A
IP B
IP B
MAC R1 MAC R2 MAC R2
MAC R2 MAC B MAC B
1
PC A
R1
R2
PC B
データフローと各レイヤ機器
レイヤフレーム転送
フィルタリング
1
必ず転送する
行わない
2
可能であれば
転送する
必要なければ
転送しない
宛先MACアドレスに
基づく
宛先IPアドレスに
基づく
3
セグメント
「セグメント」には様々な用法がある
ブリッジ、ルータ、またはスイッチで区切られた
ネットワークの一部。
 バス型トポロジを使用するLANにおける連続
的な電気回路。
 TCP仕様で使われる用語であり、トランスポー
ト層の情報単位を指す。

用例
スイッチはコリジョンドメインをセグメント化する
ルータはブロードキャストドメインをセグメント化する
8章まとめ
レイヤコリジョン
ブロードキャ
ストドメイン
フレーム転送フィルタリング
分割しない
必ず転送する行わない
1
ドメイン
分割しない
2
分割する
分割しない
可能ならば転宛先MACアド
送する
レスに基づく
3
分割する
分割する
必要なければ宛先IPアドレ
転送しない
スに基づく

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