LANの接続機器

で構成されています。

表記

MACアドレスは16進数で表され、8ビット（16進数でいうと2桁）ごとに区切って表示することが一般的です。

（例）00-D0-59-29-0D-5F

④ なぜ48ビットなのか

48ビットで表せる組み合わせは $2^{48}$ 通り、およそ281兆通りです。世界中の通信機器に1つずつ割り当てても足りる規模になっています。

前半24ビットをメーカごとに割り当てることで、メーカ間で番号が重複しないようにしています。メーカは自分に割り当てられた範囲の中で、製品に番号を振っていきます。発行の権限を階層に分けることで、世界規模の一意性を保証しているわけです。

⑤ MACアドレスとIPアドレスの違い

この章と次章を通じて、2つのアドレスが登場します。混同しやすいので、早めに整理しておきます。

身分証明書と住所にたとえると分かりやすくなります。

• MACアドレス＝身分証明書の番号……その人（機器）に固有で、引っ越しても変わらない
• IPアドレス＝住所……引っ越せば変わるが、郵便を届けるにはこちらが要る

ノートパソコンを会社から自宅に持ち帰れば、IPアドレスは変わりますが、MACアドレスは変わりません。

⑥ MACアドレスの用途

定義文に「アクセス制御やセキュリティ機能の実現など」とあります。具体的には、

同じ名前ですが、前者は次のテーマで学ぶスイッチングハブの機能、後者は第6章で学ぶ無線LANのセキュリティ対策です。「MACアドレスを見て、通すか通さないかを決める」という点では共通しています。

MACアドレスは変更できないのか

原則として機器に焼き付けられていますが、ソフトウェア的に見かけ上の値を変えることは可能です。したがって、MACアドレスによるアクセス制限は完全なセキュリティ対策ではありません。

この点は第6章で改めて扱います。「MACアドレスフィルタリングだけで無線LANは安全」という選択肢は誤り、と覚えておいてください。

確認してみましょう

> 次の記述の正誤を判定せよ。

> a　MACアドレスは48ビットであり、前半24ビットは製造メーカ番号、後半24ビットは製品固有の番号である。

> b　MACアドレスは10進数で表され、8ビットごとに区切って表示するのが一般的である。

> c　LANカードはネットワークインタフェースカード（NIC）ともよばれる。

解答　a：○　b：×　c：○

• b：×……MACアドレスは16進数で表されます。8ビットごとに区切る（16進数でいうと2桁ごと）という点は正しい記述です。

ケーブルを流れる信号を再生し中継することによって、LANのケーブルを延長します。

③ なぜ信号を再生する必要があるのか

電気信号はケーブルを流れるうちに、減衰し（弱くなり）、波形が崩れていきます。そのまま進むと、受け取る側が0と1を判別できなくなります。

リピータは、崩れかけた信号を読み取り、きれいな波形に整形・増幅して送り出します。これによって、規格上の伝送距離（たとえば100m）を超える距離を結べるようになります。

前節で学んだ100BASE-TXの100mという制限を、リピータを挟むことで延長できる、というわけです。

④ リピータの問題点

> リピータおよびリピータハブは、あるコンピュータから送出されたデータをすべてのポートに流してしまいます。各コンピュータは、宛先が自分のMACアドレスであるデータを受け取り、そうでないデータを破棄します。

>

> リピータおよびリピータハブを使用すると、LAN内に不要なデータが多く流れるため、衝突（コリジョン）が多く発生し、ネットワーク効率が低下するという問題点があります。

⑤ なぜこうなるのか

リピータは信号を扱っているだけで、中身を理解していません。「この波形を整えて送り出す」という電気的な処理をしているだけなので、そのデータが誰宛なのかを知りません。

だから全ポートに流すしかないわけです。受け取った各コンピュータが、自分宛かどうかを判断して、違えば捨てる——という非効率な形になります。

リピータは「データは素通し」——この一言が、リピータの性格を言い表しています。

⑥ 何が起きるか

前節で学んだCSMA/CD方式の弱点——利用が一定量を超えると急激に劣化する——が、リピータを使うと早く顕在化します。

⑦ この問題を解決するのが次のテーマ

「宛先を見て、必要なポートにだけ流せばよいのでは」——この発想から生まれたのが、次に学ぶブリッジとスイッチングハブです。

現在、家庭やオフィスで「ハブ」として売られている製品は、ほぼすべてスイッチングハブです。リピータハブはほとんど使われなくなりました。理屈のうえでは同じ「ハブ」でも、中身がまったく違うという点に注意してください。

④ 動作の流れ——ブリッジの場合

ポート1側にAとBが、ポート2側にCがつながっているとします。

AがBにデータを送るとき

BはAと同じポート1側にいるので、ポート2へ流す必要がありません。ポート2側のネットワークには、この通信がまったく影響しません。

CがAにデータを送るとき

⑤ 動作の流れ——スイッチングハブの場合

D・E・F・Gがそれぞれポート1・2・3・4につながっているとします。

DがEにデータを送るとき

ポート3（F）とポート4（G）には何も流れません。したがって、DとEが通信している間に、FとGが別の通信を行えます。

⑥ リピータとの決定的な違い

「宛先を見て判断できるかどうか」——この一点が、2つの機器を分けています。

⑦ 「データを理解する」ということ

リピータは電気信号のレベルで動いていましたが、ブリッジとスイッチングハブはデータの中身（宛先MACアドレス）を読み取っています。

これは、機器がより高い層で動いていることを意味します。次章で学ぶOSI参照モデルでいえば、

機器が上の層で動くほど、より賢い判断ができる——この対応関係は、第5章でOSI参照モデルを学ぶときに改めて確認します。いまは「リピータ＜ブリッジ＜ルータ＜ゲートウェイ」の順に、見る情報が増えていく、と押さえておけば十分です。

③ 動作の流れ

④ スイッチングハブとの違い

動作の形はよく似ています。「受け取る→アドレスを調べる→表を参照する→転送先を決める」という流れは同じです。

違いは見るアドレスの種類です。

MACアドレスは同じLAN内でしか通用しません。離れたネットワークへ届けるには、ネットワークをまたげるアドレス——IPアドレス——が必要です。

郵便にたとえると

⑤ インターネットの正体

> インターネットはたくさんのルータを接続した巨大なネットワークです。

この一文は、インターネットの本質を端的に言い表しています。世界中のLANが、無数のルータを経由してつながっている——それがインターネットです。

1台1台のルータは、「次にどこへ送るか」しか知りません。最終的な経路全体を知っている装置はどこにもありません。それでもデータが世界の反対側まで届くのは、各ルータが自分の担当範囲で正しい判断を積み重ねるからです。

この分散的なしくみが、インターネットが巨大化しても機能し続けている理由です。中央の管理者がいないため、一部が壊れても全体は止まりません。

⑥ ゲートウェイ

OSI基本参照モデル7層すべてのプロトコル変換機能をもつが、主にトランスポート層以上で使用されるプロトコルが異なるLAN同士を接続する機器です。

たとえば、ベンダ独自のプロトコルを用いたサーバ上で稼働するアプリケーションを、TCP/IPに対応したコンピュータから利用する場合、TCP/IPと独自プロトコルには互換性がないため、通常は通信することができません。このような場合でも、ゲートウェイでプロトコルを変換することによって相互通信が可能となります。

⑦ 通訳としてのゲートウェイ

ルータまでの機器は、同じ言葉（プロトコル）を話す相手同士をつないでいました。ゲートウェイは、違う言葉を話す相手同士をつなぎます。

翻訳が必要かどうか——これがゲートウェイとルータを分ける点です。

⑧ 5つの機器を1枚の表で

この表を再現できるようにしておけば、この論点はほぼ取れます。