LANの接続機器

① LANカードとMACアドレス

コンピュータをLANに接続するには、LANカード（NIC: Network Interface Card）が必要です。LANカードには世界で一意の識別番号であるMACアドレス（Media Access Control Address）が割り当てられています。

MACアドレスの構成は以下の通りです。

• 全体で48ビット（6バイト）の長さ
• 前半24ビット: IEEEが各メーカに割り当てた製造者番号（OUI）
• 後半24ビット: メーカが製品ごとに付ける固有番号
• 16進数で「00:1A:2B:3C:4D:5E」のように表記する

MACアドレスはハードウェアに出荷時から書き込まれているため、理論上は世界に2つと同じものが存在しない「物理アドレス」です。

② リピータとリピータハブ（OSI第1層：物理層）

ケーブルを通じて伝送される電気信号は、距離が長くなるにつれて減衰（弱くなる）してしまいます。リピータは、この弱くなった信号を増幅・整形して中継する装置です。

リピータハブ（通称ハブ）は複数のポートを持つリピータで、受信したデータをすべてのポートに同時送信（フラッディング）します。宛先に関係なく全端末にデータが流れるため、ネットワーク上にコリジョン（衝突）が増加しやすくなります。現在ではスイッチングハブに置き換えられ、リピータハブはほとんど使用されなくなりました。

③ ブリッジとスイッチングハブ（OSI第2層：データリンク層）

ブリッジは、データフレームに含まれるMACアドレスを確認し、宛先が接続されているポートにのみデータを転送する装置です。この仕組みをMACアドレスフィルタリングと呼びます。

スイッチングハブ（レイヤ2スイッチ）は、ブリッジの機能を多ポート化・高速化した装置です。各ポートに接続された端末のMACアドレスをMACアドレステーブルに記憶し、宛先のMACアドレスに対応するポートにのみデータを送信します。リピータハブのようにすべてのポートにデータを流さないため、不要な通信が減り、ネットワーク効率が大幅に向上します。

現在のLANで「ハブ」と呼ばれている機器のほとんどはスイッチングハブです。

④ ルータ（OSI第3層：ネットワーク層）

ルータは、データパケットに含まれるIPアドレス（論理アドレス）を読み取り、最適な経路（ルート）を選択してデータを転送する装置です。この経路選択処理をルーティングと呼びます。

ルータの主な役割は以下の通りです。

• 異なるネットワーク同士を接続する（LAN間接続、LAN-WAN接続）
• ルーティングテーブルに基づいて最適経路を判断する
• ブロードキャスト通信（全端末宛の通信）を遮断し、ネットワーク負荷を軽減する
• パケットフィルタリングによる簡易的なセキュリティ機能を提供する

家庭のインターネット接続で使用される「ブロードバンドルータ」は、ルータ機能に加えてDHCPサーバ（IPアドレス自動配布）やNAT（プライベートIP→グローバルIP変換）機能を一体化した装置です。

⑤ ゲートウェイ（OSI全7層）

ゲートウェイは、異なるプロトコル（通信規約）を使用するネットワーク同士を接続する際に、プロトコル変換を行う装置（またはソフトウェア）です。OSI参照モデルの全7層にわたって動作し、データ形式やアドレス体系の変換を総合的に処理します。

たとえば、社内のメールシステムとインターネットのメールサーバが異なるプロトコルを使用している場合、ゲートウェイがその違いを吸収して通信を成立させます。

以上のLAN接続機器とOSI参照モデルの対応を表にまとめます。