スイッチングハブとは？

スイッチングハブの意味

受信したフレームの送信元MACアドレスと受信ポートの対応を表に学習し、宛先MACアドレスに対応するポートだけへ転送するデータリンク層の集線装置。リピータハブと違ってポートごとに衝突ドメインが分かれ、全二重通信ができる。表に無い宛先やブロードキャストは全ポートへ流す。

スイッチングハブの具体例

24ポートのスイッチで端末を収容すると、AからBへのフレームはCのポートへ流れないため、他ポートでの盗聴や衝突が起きにくい。解析用にパケットを取りたいときは、特定ポートの通信を複写するミラーポートの設定が必要になる。

スイッチングハブは試験でどう引っ掛けられる？

スイッチはブロードキャストドメインを分割しない。分割にはVLANかルータが要る。また「スイッチならループしても平気」も誤りで、ループがあるとブロードキャストが増殖してネットワークが停止する。

スイッチングハブと関連する用語

• VLAN
• コリジョンドメインとブロードキャストドメイン

スイッチングハブが出た過去問

• PCやスイッチングハブがもつイーサネットインタフェース（物理ポート）の，Automatic MDI/MDI-Xの機能はどれか。

  正解：コネクタの送信端子と受信端子が正しい組合せとなるように，自動で判別して切り替える機能

  要点：送受信端子の対応を自動判別して切り替える機能

  Automatic MDI/MDI-Xは、ケーブルの結線に応じて送信端子と受信端子の対応を自動的に判定し、内部で切り替える機能です。これによりストレートケーブルとクロスケーブルを意識せずに接続できます。

  出典：平成29年度 春期 情報処理安全確保支援士試験 am2 問19（IPA）

• 複数台のレイヤ2スイッチで構成されるネットワークが複数の経路をもつ場合に、イーサネットフレームのループの発生を防ぐためのTCP/IPネットワークインタフェース層…

  正解：スパニングツリープロトコル

  要点：スパニングツリーは冗長経路を遮断しL2ループを防ぐ

  レイヤ2スイッチを冗長に接続すると、ブロードキャストフレームが経路を巡り続けるブロードキャストストームが起きる。スパニングツリープロトコル（IEEE 802.1D）は、スイッチ間でBPDUを交換してルートブリッジを選び、閉路を作るポートを論理的に遮断して木構造にすることでループを断つ。障害時には遮断していた経路を有効化し、冗長性も確保できる。

  出典：令和2年度 10月 情報処理安全確保支援士試験 am2 問20（IPA）

• スイッチングハブ同士を接続する際に,複数のポートを束ねて一つの論理ポートとして扱う技術はどれか。

  正解：リンクアグリゲーション

  要点：リンクアグリゲーションは複数の物理リンクを1本に束ねる

  リンクアグリゲーションは、スイッチ間の複数の物理リンクを束ねて一つの論理リンクとして扱う技術である。帯域を合算して広げられるうえ、一部のリンクが切れても残りで通信を継続できるため、可用性の向上にもつながる。

  出典：令和3年度 春期 情報処理安全確保支援士試験 am2 問19（IPA）

• 複数台のレイヤ2スイッチで構成されるネットワークが複数の経路をもつ場合に、イーサネットフレームのループが発生することがある。そのループの発生を防ぐためのTCP/…

  正解：スパニングツリープロトコル

  要点：L2のループ防止はスパニングツリーで冗長経路を論理遮断する

  レイヤ2スイッチを冗長に接続すると、ブロードキャストフレームが経路を巡り続けてブロードキャストストームを起こす。スパニングツリープロトコルは、BPDUを交換してルートブリッジを選出し、冗長経路上の一部ポートをブロッキング状態にして論理的なループのない木構造を作る。障害でリンクが切れた際にはブロックしていたポートを開放し、経路を復旧させる。

  出典：令和4年度 春期 情報処理安全確保支援士試験 am2 問20（IPA）

• イーサネットにおいて、ルータで接続された二つのセグメント間でのコリジョンの伝搬と、宛先MACアドレスの全てのビットが1であるブロードキャストフレームの中継につい…

  正解：コリジョンの伝搬：伝搬しない、ブロードキャストフレームの中継：中継しない

  要点：ルータはコリジョンもブロードキャストも他セグメントへ通さない

  ルータはレイヤ3機器なので、接続する二つのセグメントは別々のコリジョンドメインかつ別々のブロードキャストドメインになります。したがってコリジョンは伝搬せず、宛先MACアドレスが全ビット1のブロードキャストフレームも他方のセグメントへは中継されません。なお、リピータハブはコリジョンも伝搬させ、L2スイッチはコリジョンは分離するがブロードキャストは中継する、という違いを併せて押さえます。

  出典：令和7年度 春期 情報処理安全確保支援士試験 am2 問18（IPA）