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!データリンク層で活躍するネットワーク機器「L2スイッチ」

ナガ

こんにちは!ナガです

今回は、データリンク層で活躍するネットワーク機器「L2スイッチ」を紹介します。

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)

L2スイッチとは

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L2スイッチはデータリンク層のネットワーク機器です。

L2スイッチの「L2」はOSI参照モデルの第2層、つまりデータリンク層を表しています。

Lは英語でLayer、日本語で「層」を表しています

L2スイッチは、物理層で機能するハブと同等の機能を持っています。

ハブについてはこちらをご確認ください

L2スイッチは、ハブの機能に加えて、さらに「MACアドレスフィルタリング」と呼ばれる機能を持っています。

MACアドレスフィルタリング機能

L2スイッチは、物理層で機能するハブと同等の機能を持っています。

ハブは、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

という欠点がありました。

L2スイッチには、このハブの欠点を回避する機能があります。

それが「MACアドレスフィルタリング」という機能です

L2スイッチは、MACアドレスフィルタリング機能により、
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からだけデータを送信することができる

L2スイッチを利用することにより、
ハブを利用するよりも、ネットワークを効率的に利用することができるのです。

ナガ

余計なデータを送信しない分、L2スイッチの方が効率的♪

それでは、MACアドレスフィルタリング機能について詳しくみていきましょう。


L2スイッチはMACアドレステーブルと呼ばれる
ポートとMACアドレスの対応関係の情報を保持することができます。

MACアドレステーブルとは、

ポートとMACアドレスの対応関係の情報です

ポートとは、ケーブルの差込口のことです。

MACアドレスとは、ネットワーク機器の1つ1つがもつ識別番号のことです。

MACアドレスについて、詳しくはこちら♪

MACアドレスを参照することで、通信相手となるネットワーク機器を特定することができます。

L2スイッチは、ポートとMACアドレスの対応関係の情報であるMACアドレステーブルを参照して、
宛先となるネットワーク機器が接続されたポートからのみデータを送信します。

ナガ

その様子を具体的な例でみていきましょう!

L2スイッチの3つのポートに、3台のPCが接続されている例を考えてみます。
PC1がPC3にデータを送信し、それを受けてPC3がPC1にデータを返信する例です。

STEP
PC1がPC2にデータを送信します。

この時、送信元MACアドレスと送信(宛先)MACアドレスは下のようになります。

送信元MACアドレス:PC1のMACアドレス
送信先MACアドレス:PC2のMACアドレス

STEP
L2スイッチがそのデータを受信し、フラッディングします。

L2スイッチは、データを受信すると、まず自身のMACアドレステーブルを検索します。

自身のMACアドレステーブルに、送信先である「PC3のMACアドレス」に対応する情報がないので、
データを受信したポート1以外の、ポート2、ポート3からデータを送信します。

どのポートからデータを送信すべきかわからないので、
とりあえず受信したポート以外のポートすべてから送信するのです。

これを「フラッディング」と呼びます

L2スイッチは、ポート1でPC1からデータを受信したことにより、
ポート1の先にPC1が接続されていることが分かりました。

そのため、自身のMACアドレステーブルに「ポート1⇔PC1のMACアドレス」の情報を保存しておきます。

STEP
PC2とPC3がデータを受信します

フラッディングによりPC3はPC1から送信されたデータを受信することができました。

PC2も同様に受信しますが、
送信先MACアドレスが、PC2自身のMACアドレスとは異なるためPC2はデータを破棄します。

STEP
PC3がPC1にデータを送信します。

この時、送信元MACアドレスと送信(宛先)MACアドレスは下のようになります。

送信元MACアドレス:PC3のMACアドレス
送信先MACアドレス:PC1のMACアドレス

STEP
L2スイッチがデータを受信し、PC1にデータを送信します。

L2スイッチは、データを受信すると、まず自身のMACアドレステーブルを検索します。

自身のMACアドレステーブルに、送信先である「PC1のMACアドレス」に対応する情報がありました。

これは、STEP1で登録しておいた情報です

MACアドレステーブルの情報から、
ポート1にPC1が接続されていることがわかり、ポート1からデータを送信すればよいことがわかります。

L2スイッチは、ポート1からデータを送信します。

MACアドレステーブルの情報から、
ポート1からデータを送信すればよいことがわかったので、L2スイッチは今回は、フラッディングはしません。

L2スイッチはポート3でPC3からデータを受信したことにより、
ポート3の先にPC3が接続されていることが分かりました。

そのため、自身のMACアドレステーブルに「ポート3⇔PC3のMACアドレス」の情報を保存しておきます。

このようにL2スイッチは、MACアドレステーブルに、
ポートとそのポートの先に接続されているネットワーク機器のMACアドレスを記憶しておくことで
宛先のネットワーク機器が接続されているポートからだけデータを送信することができるのです。

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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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