レイヤ２スイッチ(スイッチングハブ)とは？
ネットワーク図でよくL2SW(レイヤ２スイッチ)やL3SW(レイヤ３スイッチ)ってみますよね！ よくわかんなかったので調べてみました！
レイヤ２、レイヤ３とは
まずレイヤ２、レイヤ３とは、OSI参照モデルの何層かを表します。
| 層 | 名称 |
|---|---|
| 第7層 | アプリケーション層 |
| 第6層 | プレゼンテーション層 |
| 第5層 | セション層 |
| 第4層 | トランスポート層 |
| 第3層 | ネットワーク層 |
| 第2層 | データリンク層 |
| 第1層 | 物理層 |
レイヤ２スイッチは、データリンク層のスイッチという意味です。
レイヤ３スイッチは、ネットワーク層のスイッチという意味です。
スイッチとは？
ネットワークスイッチとは、コンピュータネットワークの集線装置の一種で、受信したデータの宛先を見て、接続された各機器への転送の可否を判断する機能を内蔵したもの。
ネットワークスイッチとは - IT用語辞典 より
とあります。
データが来たら、宛先を見て、どの機器に送っていいのか判断する、というものをスイッチというみたいです。
レイヤ２スイッチ、レイヤ３スイッチだけでなく、トランスポート層のレイヤ４スイッチというものもあるそうです。
L２スイッチとは（スイッチングハブとは）
L２スイッチは、スイッチングハブとほぼ同じ意味で使われるようです。
スイッチングハブは、ＭACアドレスを基にフレームの中継を制御します。
スイッチングハブはこんな感じのやつです。
スイッチングハブの内部には、MACアドレステーブルというものがあり、ポートとMACアドレスの対応を学習します。
(ちなみに、この「ポート」っていうのはトランスポート層のポート番号とは違います。私はこれで混乱してました。同じ言葉を違う意味で使うのやめてほしい…)
例えば、以下のようにスイッチングハブとPCがつながっているとします。
ＰCはそれぞれ、macA,macB,macC,macDというＭACアドレスを持っています。
スイッチングハブでつながっているので（データリンク層の機器なので）、4台のPCは同じネットワーク上にあります。
スイッチングハブは１〜４のポートを持っています。
MACアドレステーブルはメモリ上にあるので、電源を入れてすぐは何も掲載されてません。
| ポート | MACアドレス |
|---|---|
| なんにも | ないよ |
ここで、macAのＰCがmacBのＰCにデータを送ったとします。(①)
PC同士は同じネットワークにあるので、当たり前にブロードキャストされます。
ですが、スイッチングハブは「ポート1にはMACアドレスが"macA"のＰCがつながっている！」と覚えてくれます。
| ポート | MACアドレス |
|---|---|
| 1 | macA |
次に、macBのPC→macCのPCにデータを送ったとします。(②)
| ポート | MACアドレス |
|---|---|
| 1 | macA |
| 2 | macB |
こんな感じで、スイッチングハブは「ポート2にはMACアドレスが"macB"のＰCがつながっている！」と覚えてくれます。
同じように、macCのPC→macDのPCにデータを送ったとします。(③)
| ポート | MACアドレス |
|---|---|
| 1 | macA |
| 2 | macB |
| 3 | macC |
macCとポート３の対応も覚えてくれました。
しつこいようですが、次はmacDのPC→macAのPCにデータを送ったとします。(④)
| ポート | MACアドレス |
|---|---|
| 1 | macA |
| 2 | macB |
| 3 | macC |
| 4 | macD |
そうなんです！今度は「macAというＭACアドレスを持ったＰCのポートは１」だとスイッチングハブが覚えていてくれたので、ブロードキャストではなくユニキャストで送ってくれるのです！こんな便利なものだったんですね←
L３スイッチとは
レイヤ３スイッチとは、スイッチングハブの機能にルーティングの機能を備えたものです。
レイヤ３スイッチは、ルータと機能的に似ていて、区別が曖昧になってきているそうです。
基本的に、多くのプロトコルに対応し、主にソフトウェアで処理を行うものがルータ、イーサネットを中心に対応し、主にハードウェアで処理を行うものがレイヤ３スイッチです。
徹底攻略ネットワークスペシャリスト教科書 平成26年度 (ITプロ/ITエンジニアのための徹底攻略 Tettei Kouryak) p.185より
とのことなので、応用情報などの問題を解く上では「ルータ」と読み替えてしまってもいいかもしれませんね。
