イーサネットとは？

イーサネットの意味

イーサネットは、有線LANで最も広く使われている通信規格であり、ケーブルの規格や信号の送り方、データの送受信手順などを標準化したものである。LANケーブル（UTPケーブルなど）とコネクタの形状、通信速度（100Mbps、1Gbpsなど）、データの単位であるフレームの形式といった仕様が定められており、異なるメーカーの機器同士でも同じイーサネット規格に対応していれば問題なく接続・通信できる。企業のオフィスや家庭内で見かける有線LANのほとんどはこのイーサネット規格に基づいて構築されている。

イーサネットの具体例

オフィスのパソコンとスイッチングハブをLANケーブルでつなぐ際、双方がイーサネット規格に準拠しているため、特別な設定なしに通信が可能になる。

イーサネットは試験でどう引っ掛けられる？

無線LANの規格（IEEE802.11シリーズ）と混同されやすいが、イーサネットは主に有線LANの規格を指す点に注意する。

イーサネットと関連する用語

• MACアドレス
• 無線LAN

イーサネットが出た過去問

• イーサネットで使用されるメディアアクセス制御方式であるCSMA/CDに関する記述として，適切なものはどれか。

  正解：それぞれのステーションがキャリア検知を行うとともに，送信データの衝突が起きた場合は再送する。

  要点：CSMA/CDは有線でキャリア検知＋衝突検知後の再送

  CSMA/CDは、送信前に伝送路の搬送波を検知して他局が使っていないことを確かめ（キャリア検知）、それでも同時送信で衝突が起きたら検知して一定時間待ってから再送する方式である。共有媒体を使う有線イーサネットの制御方式として使われてきた。無線LANのCSMA/CAやトークンパッシング、時分割多重とは異なる。

  出典：平成29年度 春期 高度共通_午前I試験 am1 問10（IPA）

• イーサネットで使用されるメディアアクセス制御方式であるCSMA/CDに関する記述として、適切なものはどれか。

  正解：それぞれのステーションがキャリア検知を行うとともに、送信データの衝突が起きた場合は再送する。

  要点：CSMA/CDは搬送波検知＋衝突検出後のランダム時間再送

  CSMA/CDは、送信前に伝送路の使用状況を確認し（キャリア検知）、空いていれば送信を始める方式である。複数のステーションが同時に送信して衝突（コリジョン）が起きた場合は、これを検出していったん送信を中止し、ランダムな時間待ってから再送する。

  出典：令和1年度 秋期 高度共通_午前I試験 am1 問10（IPA）

• 図のようなIPネットワークのLAN環境で、ホストAからホストBにパケットを送信する。LAN1において、パケット内のイーサネットフレームの宛先とIPデータグラムの…

  正解：イーサネットフレームの宛先=MAC3、IPデータグラムの宛先=IP2

  要点：宛先IPは最終終点、宛先MACは同一LAN上の次ホップを指す

  IPデータグラムの宛先アドレスは、経路の途中で変わらず最終的な相手であるホストBのIP2のままである。一方、イーサネットフレームの宛先MACアドレスは同一LAN内の次の転送先を指すので、LAN1ではルータのLAN1側インタフェースであるMAC3になる。この「IPは終点、MACは次ホップ」という使い分けが要点である。

  出典：令和1年度 春期 高度共通_午前I試験 am1 問11（IPA）

• 1個のTCPパケットをイーサネットに送出したとき、イーサネットフレームに含まれる宛先情報の、送出順序はどれか。

  正解：宛先MACアドレス、宛先IPアドレス、宛先ポート番号

  要点：フレームは下位層のヘッダほど先頭、MAC→IP→ポートの順

  イーサネットフレームは下位層のヘッダほど先頭に置かれる。先頭がデータリンク層のイーサネットヘッダで宛先MACアドレス、続いてネットワーク層のIPヘッダで宛先IPアドレス、その後にトランスポート層のTCPヘッダで宛先ポート番号が現れる。したがって送出順序はMAC、IP、ポート番号となる。

  出典：令和5年度 春期 高度共通_午前I試験 am1 問10（IPA）

• CSMA/CD方式のLANに接続されたノードの送信動作として、適切なものはどれか。

  正解：各ノードは伝送媒体が使用中かどうかを調べ、使用中でなければ送信を行う。衝突を検出したらランダムな時間の経過後に再度送信を行う。

  要点：CSMA/CDは空き確認で送信し衝突時はランダム待ちで再送

  CSMA/CDは、送信前に伝送媒体が使用中かどうかを確認（キャリアセンス）し、空いていれば送信を開始する方式である。同時送信による衝突を検出した場合は送信を中止し、ランダムな時間だけ待ってから再送する。イーサネットで用いられてきたアクセス制御方式である。

  出典：令和6年度 春期 高度共通_午前I試験 am1 問10（IPA）