ネットワーク中継装置とは？

ネットワーク中継装置の意味

複数のネットワークや機器をつなぐ装置。OSI基本参照モデルのどの層で中継するかで分類され、物理層はリピータ（ハブ）、データリンク層はブリッジ（スイッチングハブ）、ネットワーク層はルータ、上位層まで変換するものはゲートウェイと呼ばれる。

ネットワーク中継装置の具体例

リピータは信号を増幅して届く距離を延ばすだけで宛先を見ない。ブリッジはMACアドレスを見て必要なポートにだけ転送する。ルータはIPアドレスを見て別のネットワークへ転送する。プロトコル自体を変換するならゲートウェイ。

ネットワーク中継装置は試験でどう引っ掛けられる？

どの装置がどの層かを取り違えるのが定番。「アドレスを見ない＝リピータ」「MACアドレス＝ブリッジ／L2スイッチ」「IPアドレス＝ルータ」と対応づけて覚える。レイヤ3スイッチはルータと同じネットワーク層で動作する。

ネットワーク中継装置と関連する用語

• OSI基本参照モデル
• スイッチングハブ（レイヤ2スイッチ）
• ルーティングとルーティングテーブル

ネットワーク中継装置が出た過去問

• 二つのLANセグメントを接続する装置Aの機能をTCP/IPの階層モデルで表すと図のようになる。この装置Aはどれか。

  正解：ルータ

  要点：ルータはインターネット層、ブリッジやスイッチはリンク層で中継

  図の装置はインターネット層まで処理していることが読み取れる。インターネット層すなわちIPアドレスを見て転送先を決める中継装置はルータである。リンク層までしか持たない装置ではネットワークをまたぐ経路選択ができない。

  出典：平成28年度 秋期 基本情報技術者試験 午前 問31（IPA）

• TCP/IPネットワークにおいて，IPアドレスを動的に割り当てるプロトコルはどれか。

  正解：DHCP

  要点：DHCPはIPアドレス等の設定情報を動的に貸し出す

  起動した端末に対してIPアドレスやサブネットマスク、デフォルトゲートウェイなどの設定情報を自動的に貸し出すプロトコルがDHCPである。管理者が端末ごとに手作業で設定する必要がなくなり、限られたアドレスを使い回せる利点がある。

  出典：平成28年度 秋期 基本情報技術者試験 午前 問32（IPA）

• 複数のLANを接続するために用いる装置で，OSI基本参照モデルのデータリンク層のプロトコル情報に基づいてデータを中継する装置はどれか。

  正解：ブリッジ

  要点：ブリッジは第2層のMACアドレスで中継を判断する

  OSI基本参照モデルの第2層（データリンク層）のアドレス、すなわちMACアドレスを見て中継するかどうかを判断する装置がブリッジである。同じセグメント内で完結する通信を他方へ流さないため、無駄なトラフィックを抑えられる。現在のスイッチングハブは、この機能を多ポート化したものと考えるとよい。

  出典：平成28年度 春期 基本情報技術者試験 午前 問32（IPA）

• プライベートIPアドレスをもつ複数の端末が，一つのグローバルIPアドレスを使ってインターネット接続を利用する仕組みを実現するものはどれか。

  正解：NAPT

  要点：NAPTはポート番号も変換し1つのグローバルIPを共用する

  NAPTは、IPアドレスの変換に加えてポート番号も同時に書き換えることで、内部の複数端末を1つのグローバルIPアドレスに対応付ける。戻りの通信はポート番号の対応表をたどって元の端末へ振り分けられる。IPマスカレードとも呼ばれ、家庭用ルータの標準機能になっている。

  出典：平成28年度 春期 基本情報技術者試験 午前 問33（IPA）

• ネットワーク機器の一つであるスイッチングハブ（レイヤ2スイッチ）の特徴として、適切なものはどれか。

  正解：受信したパケットを、宛先MACアドレスが存在するLANポートだけに転送する。

  要点：L2スイッチはMACアドレスを学習し宛先ポートにだけ転送する

  レイヤ2スイッチは受信フレームの送信元MACアドレスとポートの対応をMACアドレステーブルに学習し、宛先MACアドレスが登録済みならそのポートにだけフレームを送り出す。これにより無関係なポートへ余計なトラフィックが流れず、衝突も減って効率が上がる。全ポートへ中継するのは旧来のリピータハブの動作である。

  出典：平成29年度 秋期 基本情報技術者試験 午前 問32（IPA）