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レッスン15: レイヤ2 イーサネットの拡張

前回、イーサネットは「繋がっているすべてのノードへフレームを送り付けるブロードキャスト型でアクセス制御をしている」というお話をしました。

イーサネットでは、誰かが送信しているあいだは他の人は送信できません、誰も使ってないな…と思って送信を始めたときに、まだそのフレームが届いていない人が送信を始めてしまうと、一本の銅線しかない同軸ケーブル上に2つの信号が交差するため衝突が発生します。衝突がおきると信号がエラーになってしまいます。

イーサネットでの正常な通信時は、送信のみか受信のみのどちらか一方しか各ノードは行えません。これを半二重通信方式といいます。自分が話しているときは相手の声が聞こえない、相手が話しているときは相手に自分の声は聞こえない、トランシーバのようなものです。

この難点を、光ファイバやツイストペアケーブルが解決します。

ツイストペアケーブルの8本4組のうち、2本1組はこちらの送信側と相手の受信側、別の2本1組はこちらの受信側と相手の送信側に接続されます。



これなら、お互いの送信同士が同じ道を通りません。衝突が起こらないのです。これを、全二重通信といいます。

ただ、これはあくまでも1対1で接続した場合です。下の図のようにリピータやハブを使った場合、リピータのポートまでは送信・受信別々の組で接続されていますが、リピータの内部は分かれていません。…となると、リピータ内部で衝突が発生してしまうのです。



そこで、スイッチを使うことで全二重通信を可能にします。詳しいことはスイッチの回でお話します。

さて、前回、イーサネットは同軸ケーブル(10Mbps)を使用する、というお話をしました。イーサネットが開発された段階で同軸ケーブルが主流だったため、それが規格になったのですが、技術の進歩に応じてIEEEも規格を拡張しています。

まず、1990年代初頭、IEEEE802.3にツイストペアや光ファイバを使用可能にしました。その後スピードの問題が発生し100Mbpsケーブルが開発されました。そこで、IEEEはIEEE802.3の機能拡張をしたのです。

それが、1995年に規定されたファストイーサネット(規格名IEEE802.3u)です。ファストイーサネットは、今までのイーサネットの機器と併用して使うことができます。イーサネットと同じフレーム形式、CSMA/CDを使用します。スピードは上がりましたが、イーサネットに変わりないと思ってください。大きく異なる点を挙げるなら、同軸ケーブルが規格から開ズレたことによりバス型物理トポロジが使えなくなり、スター型のみになったということです。

続いて登場するのがギガビットイーサネットです。イーサネットの100倍、1000Mbpsです。これには2つの規格があります。光ファイバを使うIEEE802.3z、ツイストペアを使うIEEE802.3abです。これも、イーサネットとファストイーサネットとの下位互換なのでフレーム形式、CSMA/ CDを使用します。

次回は、残り2つの制御方式、IEEE802.5とFDDIのお話をします。


★理解度チェック★
Q.1995年に規定された、100Mbpsでの通信に対応した規格をなんというでしょうか?


参考:3 Minutes Networking

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