こんにちは！
今日はネットワークを構成する機器たちを紹介します。彼らなしでは、今日のインターネットの便利さは享受できないので、ぜひ知っておきましょう！
ネットワークについて
さて、彼らを紹介する前に、ネットワークについての定義と事前知識について確認しておきます。
ネットワークは、狭い範囲のLANと、広い範囲のWANがあります。広い意味で見れば、インターネットはWANの一種ともいえます。
今回はLANをメインに考えていきます。
コンピュータがパケットをネットワーク流すと、宛先にかかわらずネットワーク内のすべてのコンピュータに渡されます。このデータが渡される範囲を「セグメント」と呼びます。
セグメントはLAN内に複数存在することができます。
それでは、ネットワークを構成する機器たちを紹介しましょう。今回紹介するのは、
- リピータ
- ブリッジ
- ハブ
- ルータ
各機器の関係を図にすると以下のようになります。
です。それでは順に詳細を見ていきましょう
リピータ
ネットワーク内において、コンピュータはケーブルで繋がっています。
最近は無線が主流ですが、見えるか見えないかというだけで原理は同じです。通信するときにやりとりするのは「電気信号」です。
コンピュータ同士が近い距離にいるときは通信に問題はありませんが、距離が離れると、電気信号が弱くなってしまい、信号が歪んでしまいます。
そこで登場するのが「リピータ」です。
リピータはケーブルを流れる電気信号を増幅させます。これによって、通信可能な距離を長くすることができます。
遠い距離で話をする人の間に入って、相手に伝えてあげるような役割です。
先ほどケーブルを流れる電気信号を増幅させると書きましたが、無線LANにおいてもリピータは存在します。役割は同じで、電波が届く範囲を拡張してくれます。
リピータは、１つのセグメント内で機能するので、パケットを受け取ると宛先に関わらず接続されている全員に流してしまいます。
ブリッジ
セグメント間の中継役として作用します。流れてきたパケットのMACアドレスを確認後、必要に応じて別のセグメントにパケットを渡します。
MACアドレスとは、機器が作られる際に割り振られる番号で、機器ごとの一意の番号です。言い換えれば、機器を特定できる番号ってことです。
ブリッジは、流れてきたパケットの情報を参考に、各セグメントに所属するMACアドレスを記憶することができます。なので、ブリッジが記憶している範囲内で、セグメント間の中継を行う必要があるパケットだけを中継することができます。
これによって、ネットワークの利用効率を向上させることができます。
ハブ
LANポートを複数持った装置です。
ハブのポートにケーブルを繋ぐことで、たくさんのコンピュータを繋ぐことができます。
ハブは機能から２種類に分類されます。リピータを複数束ねた機能を持つ「リピータハブ」と、ブリッジを複数束ねた機能を持つ「スイッチングハブ」があります。
両者の機能としては、リピータやブリッジの複数版という理解で問題ないと思います。
リピータハブはパケットを受け取ると、繋がっているすべてのポートに向かってパケットを送出します。
スイッチングハブは、パケットを受け取ると、該当するMACアドレスを持つコンピュータに向かってのみパケットを送出します。
ルータ
ルータは異なるネットワーク（LAN）間のやり取りを中継します。
ブリッジもやり取りの中継をしていましたが、その範囲はあくまでもネットワーク内です。ネットワーク間でやり取りがしたいときに登場するのがルータです。
ルータは、パケットが持つ宛先のIPアドレスをもとに、送り先を決めます。IPアドレスとは、「どのネットワークのどのコンピュータか」といった情報です。
ルータはルーティングテーブルと呼ばれる宛先一覧表を持っています。ルーティングテーブルを参考にして、受け取ったパケットの送り先を決めます。
しかし、広いネットワークにおけるすべてのアドレスをルータが持てるはずがありません。そんなときは、宛先のIPアドレスの情報を持ってそうなルータにパケットを投げます。これを繰り返して、目的地にたどり着くという仕組みになっています。
まとめ
セグメント内やLAN内でしか機能しないものや、ネットワーク間でやり取りするものなど、少しややこしかったかもしれません。実はこれらは「OSI基本参照モデル」というものによって階層としてわかりやすく分類されています。
OSI基本参照モデルについてはまた別の記事で紹介しようと思います。
ルータなんかは家庭にあるという方も多いと思います。この記事を読んで、ルータなどがどんな役割を持っているのかということがわかれば、愛着も湧いてくるのではないでしょうか！？
ではでは👋
