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レッスン10: レイヤ1 リピータ・ハブ

ここでは、レイヤ1物理層で使用される、リピータとハブという2つの機器について詳しくお話します。これらはネットワーキングデバイスと呼ばれる、メディア上を流れる信号を制御する機器です。

まずリピータについてです。

前回もお伝えしたとおり、信号は減衰したりノイズが入って形が壊れてしまいます。シールドやキャンセレーションで防げますが万全ではなく、そのためメディアには最長距離が存在します。もし同じLANに繋ぎたいPC同士が最長距離以上に離れていた場合はどうするか?これを解決するのがリピータの機能です。

リピータは、弱まったりノイズが入ってしまった信号を増幅や整形して、元の信号と同じ強さ、形に直します。リピータに入った信号は、もう一度元の形と強さを取り戻すのですが、信号を増幅されるだけなので制御はできません。

次に、ハブについてです。

ハブは別名マルチポートリピータと呼ばれます。通常リピータは入口と出口2つのケーブルを繋ぐことしかできません。ですが、ハブは多くのケーブルを繋げます(製品にもよりますが、4本、8本、12本、24本くらいが一般的です)LANでは複数のPCがハブで繋がれた状態が一般的です。LANの中心点になります。もちろん、マルチポートリピータという別名のとおり、リピータの役割も持っています。



ハブを使用した場合、どれか一つの機器から出た信号は全ての機器に届きます。ハブが中継点になってはいますが、全ての機器は同じメディアを使用しているのと同じことになります。以下の図の右と左は全く同じ意味です。このように同じメディアを複数の機器が使用している環境を共有メディア環境といいます。



共有メディア環境では、信号の衝突が発生する可能性があります。特に同軸ケーブルのように伝送路が一つの場合は一車線しかないようなものなのですが、ツイストペアであっても、ハブの内部が一つの伝送路しか持たないため同じことです。

衝突が起きると信号の形が崩れて正しいデータとして認識されなくなってしまいます。この正しくない信号は、ネットワークにとって邪魔なものでしかありません。データとして正しくなくても、流れている間は道をふさいでしまうからです。この衝突が発生する可能性のことを、衝突ドメインといいます。ネットワークにとって衝突は邪魔なので、なるべく影響が及ばないようにするのがネットワーク管理の実践テクニックです。

ハブは信号を流すだけなので、この衝突ドメインを狭くすることはできません。繋ぐことによって、逆に広げてしまうのです。

そこで、スイッチやルータを使うことで衝突ドメインを狭くします。スイッチとルータについては後程説明します。

さて、ハブやリピータは信号を増幅し、届く距離を長くすることができます。どこまでも長くすることができるですが、増幅する際に多少の時間がかかるため、あまりに多くのリピータを使うと遅延時間が多くなってしまいます。機器間で時差ができている間に他の機器が送信を行って、衝突が発生してしまうかもしれません。

そのため、途中経由して良いリピータ(ハブ)は、10BASE-Tなら4つ、100BASE-Tなら2つとルールが決まっています。

次回は引き続きレイヤ1について説明します。


★理解度チェック★
Q.衝突の影響が及ぶ範囲のことをなんと呼ぶでしょうか?


参考:3 Minutes Networking

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