いまさら聞けない「ハブ」「スイッチ」「ルーター」の基礎　主な違いとは？

ネットワークの基本的な構成要素である「ハブ」「スイッチ」「ルーター」。これらはそれぞれ、どのようなネットワークデバイスであり、どう違うのか。簡潔に解説する。

公開 2019年08月25日 09時07分

更新 2019年08月25日 09時08分

著者

Andrew Froehlich

[TechTarget]

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　「ルーター」「スイッチ」「ハブ」は全てネットワークデバイスだ。だが、その役割はそれぞれ異なる。本稿は、これらのネットワークデバイスをさらに詳しく見ていく。ハブとスイッチの違いを見てから、スイッチとルーターを比べる。

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ハブとスイッチの違い

　LAN内で2台以上のデバイスを接続する場合、ハブを使うことになる。「リピーターハブ」「ネットワークハブ」「イーサネットハブ」「マルチポートリピーター」などとも呼ばれるハブは、LANケーブルを流れる電気信号を増幅して中継する「リピーター」の複数ポート版と考えてよい。ハブは、ネットワークプロトコルの機能を7つのレイヤー（階層）に分類した「OSI基本参照モデル」の「物理層」（レイヤー1）で機能する。

　送信デバイスからデータを受け取ったハブは、全てのポートに対してそのデータを出力する「ブロードキャスト」をする。データを受け取ることを目的にそのハブに接続されたデバイスは、確実にそのデータを受け取る。ただしハブに接続した他の全てのデバイスも、そのデータを受け取ることになる。そのデータを必要としないデバイスは、単にこのブロードキャストされたデータを無視する。とはいえ、ハブに接続されるデバイスの数が増えるにつれ、通信の非効率さが際立つことになる。

　そこで考案されたのが、「スイッチングハブ」「ネットワークスイッチ」「レイヤー2スイッチ」（L2スイッチ）などとも呼ばれるスイッチだ。伝統的なスイッチは、OSI基本参照モデルの「データリンク層」（レイヤー2）で機能する。スイッチは、ハブとは異なる重要な機能を提供する。

スイッチの基本的な仕組み

　代表的なスイッチの機能は、ポート番号と、そのポートに接続されたデバイスのMAC（Media Access Control）アドレスの一覧表である「MACアドレステーブル」を動的または静的に管理することだ。スイッチはハブのように、全てのポートにデータを繰り返し送り出す必要がない。

　スイッチは、送信先デバイスが受け取る「フレーム」を調べる。フレームはレイヤー2におけるデータの伝送単位であり、送信先デバイスのMACアドレスを含む。スイッチは、このMACアドレスをMACアドレステーブルと照らし合わせる。スイッチがそのMACアドレスにひも付く特定のポートを把握したら、そのポートだけにフレーム（この場合のフレームを「ユニキャストフレーム」と呼ぶ）を送り出す。

　1つのLAN内に仮想的なグループを構成し、各グループをそれぞれ個別のLANとして運用可能にする「VLAN」（Virtual LAN）を利用できるスイッチもある。VLANにより、LANの1つの「ブロードキャストドメイン」（ブロードキャストの際にフレームが届く範囲）が複数に分割される。これにより大規模ネットワークでブロードキャストをする際、トラフィックの混雑が緩和される。