5. ネットワークのおさらい

各自Webを参照して…といっても「ゼロから始める」を謳っているので、簡単におさらい。

はじめにLayer2の通信として「イーサネット」という技術規格が一般的である。送信元と送信先の指定にMedia Access Control(MAC)を利用する。チャネルが利用できるまで送信を待機し、仮にコリジョン(衝突)が発生したらランダムの時間を待機してから再試行するCarrier Sense Multiple Access with Collision Detection(CSMA-CD)という機能を実装している。 

スイッチは、Media Access Control (MAC)アドレステーブルを使用して、送信元のネットワークデバイスから送信先のネットワークデバイスに向けてフレームを送信し、通信が可能になる。

ホストをグループ化させてネットワークの分割統治を行うために、Layer3としてIPアドレスという概念が普及し、さらにパケットの到達性の品質を上げるため、Layer4 としてTCPというプロトコルが普及した。下位のLayerは、上位のLayerからのデータにヘッダ(場合によってはペイロード)を追加することをカプセル化といい、各Layerに分割されたことをセグメンテーションという。

vSphere Distributed Switch(分散仮想スイッチ)で、各仮想ホストのフレームをカプセル化を行うことで、各Layerの通信を拡張するものだ。

すでに一般的になった技術としてVirtual LAN (VLAN)を取り上げるVLANとは、物理的な接続形態とは独立して、仮想的なLANセグメントを作る技術であり、802.1Qで標準化されている。

812.1Qで標準化されたフレーム形式は、通常のイーサネットフレームにフィールドを挿入するものであり、QoS制御に関して「ユーザプライオリティ」フィールドの3ビットの情報を使用し、8段階のプライオリティ付けが可能である。また「VLAN ID」フィールドで4,096個のVLANをサポートするが、0番と4095番は本番環境のトラフィックには利用しない。

余談だが、VLANに関してCisco社は独自にISL方式を採用しており、QoS制御に関して、ISLヘッダ内「ユーザ定義」フィールドの下位3ビットの情報を使用し、8段階のプライオリティ付けが可能である。

NSXでは812.1Q形式をサポートする。

さらに、通信方式についておさらいする。以下の3種類の通信方式について考える。

ユニキャストはネットワーク上の特定の1台のコンピュータに対する通信である。マルチキャストはネットワーク上のあるグループに所属するコンピュータに対する通信である。ブロードキャストはLayer2のネットワーク上にあるすべてのコンピュータに対する通信であり、Layer3のルータを越えることはできない。

マルチキャストに関して、グループの管理にはInternet Group Management Protocol(IGMP)を利用する。ブロードキャストに関して、主にAddress Resolution Protocol(ARP)で利用される。ARPは、IPアドレスからEthernetのMACアドレスの情報を得られるプロトコルである。

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