ネットワークスペシャリスト試験を受けるなら押さえておきたい!物理層で活躍するネットワーク機器「ハブ」

ナガ

こんにちは!ナガです

今回は、物理層で活躍するネットワーク機器「ハブ」をご紹介します。

ネットワークスペシャリスト試験の合格を目指している方のお役に立てる記事となっておりますのでぜひご覧ください。

目次(クリックで飛べます)

ハブとは


下の図はOSI参照モデルの物理層、データリンク層、ネットワーク層の各層に対応するネットワーク機器を示しています。

OSI参照モデルって何?という方はまずはこちらをご確認ください

今回紹介するハブは物理層のネットワーク機器です。

ハブは、物理層の役割を担うことができますが、いいかえると、物理層の役割以上のことはできません。

物理層について、詳しくはこちらをご確認ください

それでは、ハブの機能(役割)についてみていきましょう。

ハブの機能

ナガ

ハブには、つぎの機能があります

信号を整形・増幅する機能

ハブは、ケーブルを流れてきた電気信号や光信号を、
「0」と「1」の信号として認識し、乱れがあれば、整形し増幅することができます。

ネットワーク機器とネットワーク機器を接続する時
ツイストペアケーブル(UTPケーブル)というケーブルを使用します。

このツイストペアケーブル(UTPケーブル)の最大長は100メートルですが、

【ネットワーク機器A】⇔【ツイストペアケーブル】
⇔【ハブ】⇔【ツイストペアケーブル】⇔【ネットワーク機器B】

このように、ハブを間にはさむことによって通信可能な長さを延長することができます。

ネットワーク機器Aから発せられた電気信号・光信号がケーブルを通って、
ネットワーク機器Bに向かっていきます。

この時、間に接続されたハブが、
乱れた電気信号・光信号を整形・増幅してくれることで、長い距離であっても通信が行えるようになっています。

ツイストペアケーブルについて詳しくはこちらをご確認ください

集線機能

ハブには、
ツイストペアケーブルのポート( ポートとはケーブルの差込口のことです)が複数設置されているため、
複数のネットワーク機器をつなぐことができます。(集線装置の機能があります)

例えばコンピュータA,B,C,Dの4台を相互に接続してネットワークを構成するケースを考えてみます。

下の図を見てください。

ハブを使用しない場合、6本のケーブルが必要です。

それに対して、ハブを使用する場合は4本のケーブルで事足ります。
このように、ハブの集線機能によって、ケーブルを節約してネットワークを構成できます。

ハブの欠点

ハブにも欠点があります。

ハブの欠点

データの宛先となるネットワーク機器が接続されているポート以外からもデータを送信してしまう

ハブは受信した信号を、何もも考えずに、
受信したポート以外のポートからそのまま送信します。

そのため、通信を行いたい相手以外にも送信してしまいます。

その分だけネットワークの帯域を無駄に消費してしまうのです。

下の図を見てください。



コンピュータAがコンピュータB宛にデータを送信したとします。

コンピュータAから送信されたデータを受信したハブは、
宛先であるコンピュータBが接続されたポートだけではなく、
コンピュータC、コンピュータDが接続されたポートからもデータを送信してしまいます。

通信 を行いたい相手だけに送信するためには、物理層の機能(ハブ)だけでは不十分です。

物理層では、通信相手を識別するといった高度なことはできないのです。

データリンク層以上の機能(L2スイッチ)が必要です。

ナガ

物理層の機器であるハブには荷が重いということですね


以上が、ハブについての説明です。

通信を行いたい相手だけにデータを送信するためには、
データリンク層のネットワーク機器であるL2スイッチを使用します。

L2スイッチについてこちらの記事で詳しく説明していますのでぜひご覧ください。

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この記事を書いた人

資格試験好き。IT系会社員です。
株式投資歴5年|プログラマー歴10年|データベーススペシャリスト|
ネットワークスペシャリスト|情報処理安全確保支援士(セキュリティスペシャリスト)|FP2級|簿記2級

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