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L2スイッチへバトンタッチ!フレームの中継を制御する「理屈上」の機器「ブリッジ」
「ブリッジなんて機械、見たことないぞ!?なんでだろう?」
こんにちは!有線LANの標準規格「イーサネット」について、連続記事を書いております。
前回は、イーサネットのフレーム構造をご紹介しました。データを届けるには、制御情報としてヘッダーにプリアンブル、MACアドレス、タイプを、トレーラにFCSを追加するのでした。
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さて、今回はデータリンク層(第2層)のネットワーク機器である「ブリッジ」についてお話しします。「ん?そんな機器、みたことないぞ?」と思った方、いますよね?ごもっともです。そんな疑問を解消したい方、必見の内容となっております!
では、いってみましょう!
ブリッジとは何か:基本的な定義
ネットワークの世界において、「ブリッジ」って何でしょう?英単語としては、「橋」あるいは「橋を架ける」という意味ですね。オフショア開発での調整役?それは「ブリッジSE」ですね!いや、今はその話じゃないです…。
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ここでいう「ブリッジ」(Bridge)とは、複数のネットワークセグメント(コリジョンドメイン)を分割・接続し、データの流れを効率的に管理し制御する中継機器です。データリンク層(第2層)で動作し、受信したフレーム中のMACアドレスを基に、そのデータの中継の可否を判断します。
他方、同じく中継機器の「ルータ」は、上位の「ネットワーク層」で動作してネットワーク間の流れを制御するので別の目的の機器です。
役割はなんとなく分かりましたね!
ブリッジの主要な機能
ブリッジの主な仕事は、イーサネットフレーム内のMACアドレスを解析し、その情報を基にデータの転送を決定することです。
この処理は、ブリッジが管理する「MACアドレステーブル」をもとに行います。
ブリッジは、やり取りされるフレームの情報を分析して、「どのMACアドレスが、どのポートに接続されているか」を、「MACアドレステーブル」に記録します。そして、このテーブルを参照しながら、データが適切な宛先に転送されるよう制御します。
分かりにくいですね。絵にしましょう。
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MACアドレス2のノードが、MACアドレス3のノードにデータを送ろうとすると、ポート2にデータを送出してくれます。この処理が「ブリッジ」橋のイメージどおりですね!
他方、MACアドレス1と2の間のやりとりは、ポート2に送出されません。MACアドレス3のノードにとっては無関係なやりとりですからね。
コリジョンドメインを区切る?
ブリッジのもう一つの重要な特徴は、コリジョンドメインの管理です。リピータハブでは、全てのポートが一つのコリジョンドメインに属しますが、ブリッジを使用すると、各ポートごとに独立したコリジョンドメインを持つことになります。これにより、ネットワークの効率が大幅に向上し、データの衝突を減らすことができます。
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ブリッジとL2スイッチの違い
ちょっと待て。L2スイッチと何が違うんだ?問う疑問が湧いてきますね?
基本的に、L2スイッチは、「ブリッジのマルチポート版」と理解して差し支えありません。ただ、もう少し説明させてください。
ブリッジは主にソフトウェアを使って、フレームを分析の上、転送処理を行います。
一方、L2スイッチは、これらのプロセスをハードウェアレベルで、特に半導体チップであるASIC(Application-Specific Integrated Circuit)を使用して高速に処理します。
この違いは、ブリッジとL2スイッチの性能差に直結しています。
このため、現代のネットワーク環境では、従来のブリッジよりもL2スイッチが好まれ、広く使用されています。ブリッジは、その転送効率の低さから徐々に姿を消していき、現代のネットワークでは目にすることが少なくなりました。
うん、道理で見かけないわけです。私も実は見たことがないです…。「スイッチのセンパイ」として、心の中に留めておくことにしましょう!
はい、本日はここまで。今回は、データリンク層の中継機器「ブリッジ」についてご紹介しました。実際に目にする機会はないにせよ、考え方はスイッチに引き継がれていますから、その機能を学ぶ価値はあるのです。
ということで、次回はスイッチのご紹介ですよ。
ではまた!
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