イーサネットにおけるコリジョンドメインとブロードキャストドメイン
- 前回の勉強内容
- 勉強のきっかけになった問題
- イーサネットは、コンピュータネットワークにおける有線LANの規格です。
- CSMA/CDは、イーサネットでの接続方式の一つです。
- コリジョンが発生する範囲をコリジョンドメインといいます。
- イーサネットで使用されるアドレスには種類があります。
- TCP/IPネットワークにおいてARPというプロトコルを使うことでIPアドレスからMACアドレスを得ることができます。
- ブロードキャストできるネットワークの範囲をブロードキャストドメインといいます。
- 次回の勉強内容
前回の勉強内容
勉強のきっかけになった問題
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ブロードキャストフレームの中継について，適切な組合せはどれか。
イーサネットは、コンピュータネットワークにおける有線LANの規格です。
CSMA/CDは、イーサネットでの接続方式の一つです。
- 正式名称 : Carrier Sense Multiple Access with Collision(衝突) Detection(発見)
- 日本語 : 搬送波感知多重アクセス／衝突検出方式
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い、衝突を検出したらランダムな時間経過後に再度送信を行います。
それぞれのステーション*1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します。
- 伝送路上に他のノードからフレームが送出されていないかを確認する
- 複数のクライアントは同じ回線を共用し、他者が通信をしていなければ自分の通信を開始する
- 複数の通信が同時に行われた場合は衝突を検出し、送信を中止してランダム時間待ってから再び送信をする
衝突発生時の再送動作によって、衝突の頻度が増すとスループット*2が下がります。
CSMA/CDは、伝送路上の通信量が増加するにつれて衝突の発生も増加し、さらに再送が増え通信量が増えてしまうという欠点があります。一般にCSMA/CD方式では、伝送路の使用率が30%を超えると急激に送信遅延時間が長くなってしまい実用的ではなくなると言われています。
平成24年秋期問30 CSMA/CD方式に関する記述｜応用情報技術者試験.com
同時にフレームを送信している端末の間でフレームが衝突することをコリジョンとも言います。
コリジョンが発生する範囲をコリジョンドメインといいます。
コリジョンを発生しにくくするにはコリジョンドメインを分割します。
OSI参照モデルでの物理層の機器ではコリジョンドメインを分割できません。
| OSI参照モデル | 機器 | 説明 |
|---|---|---|
| 物理層 | リピータ | 通信ネットワークの中継機器で、一方のケーブルから流れてきた信号を単純にもう一方のケーブルに送り出す装置 |
| 物理層 | ハブ | ネットワークの中心に位置する集線装置*3であり、複数のネットワーク機器を接続する装置 |
| 物理層 | リピータハブ | 通信ネットワークのハブの一つで、すべての信号をすべての端末に送る機器、複数のポートを持ってるリピータ |
OSI参照モデルでのデータリンク層とネットワーク層の機器でコリジョンドメインを分割できます。
| OSI参照モデル | 機器 | 説明 |
|---|---|---|
| ネットワーク層 | L3スイッチ | ネットワークの中継機器の一つで、 ネットワーク層とリンク層の両方の制御情報に基づいてデータの転送先の決定を行う |
| ネットワーク層 | ルータ | 異なるネットワーク同士を接続する機器 |
| データリンク層 | L2スイッチ | MACアドレスを含んだ情報を使って中継動作を行う |
| データリンク層 | ブリッジ | 複数のネットワークを結ぶ中継機器のうち、 受信したデータのMACアドレスなどデータリンク層の宛先情報を参照して中継の可否を判断する |
イーサネットで使用されるアドレスには種類があります。
| 種類 | 説明 |
|---|---|
| ユニアドレス | 特定の機器にデータを送信するために使用されるアドレス |
| マルチキャストアドレス | 特定の複数機器にデータを送信するために使用されるアドレス |
| ブロードキャストアドレス | ネットワーク内のすべての機器にデータを送信するために使用されるアドレス |
ブロードキャストアドレスのIPアドレスは、ホスト部の全ビットが１になります。
IPアドレスが 192.168.0.x でサブネットマスクが 255.255.255.0 の TCP/IPネットワークで，ブロードキャストアドレスはどれか。
イ. 192.168.0.255
平成20年秋期問50 ブロードキャストアドレス｜基本情報技術者試験.com
IPアドレス 192.168.57.123/22 が属するネットワークのブロードキャストアドレスはどれか。
ウ. 192.168.59.255
まず、IPアドレス 192.168.57.123 は2進数表記では以下のビット列です。
11000000 10101000 00111001 01111011
ブロードキャストアドレスはホストアドレス部である下位10ビットを全て"1"にした以下のビット列です。
11000000 10101000 00111011 11111111
平成28年春期問34 ブロードキャストアドレスはどれか｜基本情報技術者試験.com
ネットワークアドレス192.168.10.192/28のサブネットにおけるブロードキャストアドレスはどれか。
イ. 192.168.10.207
11000000 10100000 00001010 11000000
ブロードキャストアドレスは、ホストアドレス部のビットをすべて「1」にした次のアドレスになります。
11000000 10100000 00001010 11001111
平成19年秋期問52 ブロードキャストアドレス｜応用情報技術者試験.com
IPv4アドレス 172.22.29.44/20 のホストが存在するネットワークのブロードキャストアドレスはどれか。
ウ. 172.22.31.255
平成26年春期問33 ブロードキャストアドレスはどれか｜応用情報技術者試験.com
ブロードキャストアドレスは、用途が決まっているのでネットワークに接続する機器に割り振っていはいけません。
次のネットワークアドレスとサブネットマスクをもつネットワークがある。このネットワークを利用する場合，PCに割り振ってはいけないIPアドレスはどれか。
ネットワークアドレス: 200.170.70.16
サブネットマスク : 255.255.255.240エ. 200.170.70.31
平成26年秋期問34 割り振ってはいけないIPアドレス｜基本情報技術者試験.com
TCP/IPネットワークにおいてARPというプロトコルを使うことでIPアドレスからMACアドレスを得ることができます。
- 正式名称 : Address Resolution(èzəlúːʃən、解明) Protocol
MACアドレスフィルタリングは、ARPを利用してPCのMACアドレスを確認し、事前に登録されているMACアドレスである場合だけ通信を許可する機能です。
https://network.yamaha.com/setting/wireless_lan/airlink/mac-wlx313
ブロードキャストできるネットワークの範囲をブロードキャストドメインといいます。
負荷を下げるためにはブロードキャストドメインを分割します。
ネットワーク層の機器をまたぐとブロードキャストフレームは伝搬されません。
次回の勉強内容
*1:イーサネットの規格では、ノードのことを「ステーション」と呼んでいる。ステーションはネットワークに接続されるコンピュータの総称で、コンピュータやプリンタなどネットワークを介して通信するすべてのデバイスを表す。出典:第6回 イーサネット（その１） - イーサネットの規格とCSMA/CDアクセス制御方式：詳説 TCP/IPプロトコル（3/5 ページ） - ＠IT
*3:複数の伝送路を収容、接続する装置
