ネットワーク技術II 第8.1課 イーサネット・スイッチング

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1 ネットワーク技術II 第8.1課 イーサネット・スイッチング http://www.info.kindai.ac.jp/NetEngII
38号館4階N-411 内線5459

2 OSI第2層 データリンク層の2つの制御 LLC(論理リンク制御) MAC(メディアアクセス制御)

3 レイヤ2機器 NIC ブリッジ スイッチ(マルチポートブリッジ) NIC 無線ブリッジ スイッチ

4 ブリッジ MACアドレスによる転送制御 ネットワークセグメント間をつなぐ レイヤ2の機器 ルータ (レイヤ3) との違い
セグメント分け（セグメンテーション） 衝突ドメインの細分化

5 ブリッジの動作(1) fa1 fa2 AA AA→BB MAC:CC MAC:AA fa1 fa2 ブリッジテーブル MAC:BB
MAC:DD

6 ブリッジの動作(2) AA fa1 fa1 fa2 AA CC CC→AA MAC:CC MAC:AA fa1 fa2 ブリッジテーブル
MAC:BB CC MAC:DD

7 ブリッジの動作(3) AA fa1 fa1 fa2 AA CC BB BB→AA MAC:CC MAC:AA fa1 fa2
ブリッジテーブル AA fa1 fa1 fa2 AA CC MAC:BB MAC:DD BB

8 セグメンテーション ブロードキャストドメイン セグメント1 セグメント2 コリジョンドメイン

9 各レイヤ機器とドメインの分割 リピータ 1 分割しない ハブ ブリッジ 2 分割する スイッチ ルータ 3 機器 レイヤ アイコン
コリジョン ドメイン ブロードキャスト リピータ 1 分割しない ハブ ブリッジ 2 分割する スイッチ ルータ 3

10 スイッチ ポートを多数持つブリッジ やっていること マイクロセグメンテーション マルチポートブリッジ
ポート間をスイッチで切り替えているイメージ やっていること セグメント間のイーサネットフレームの転送 アドレステーブルの管理 マイクロセグメンテーション ポート毎に直接つながる→同時に複数の通信

11 スイッチの動作(1) fa1 fa2 fa3 fa4 DD fa3 XX DD CC AA BB AA→DD MAC:XX fa4
MAC:AA fa1 fa2 fa3 フォワーディングテーブル fa1 fa2 fa3 fa4 DD fa3 MAC:BB XX DD CC AA BB MAC:CC MAC:DD

12 スイッチの動作(2) コリジョン 発生 fa1 fa2 fa3 fa4 AA CC DD XX BB AA→CC BB→DD セグメント
MAC:XX fa4 MAC:AA fa1 fa2 fa3 フォワーディングテーブル fa1 fa2 fa3 fa4 AA CC DD XX BB MAC:BB MAC:CC MAC:DD

13 スイッチの動作(3) 同時に 通信可能 fa1 fa2 fa3 fa4 AA CC DD XX BB マイクロセグメンテーション AA→CC
MAC:XX fa4 MAC:AA fa1 fa2 fa3 フォワーディングテーブル fa1 fa2 fa3 fa4 AA CC DD XX BB MAC:BB MAC:CC MAC:DD マイクロセグメンテーション

14 スイッチの動作(4) fa1 fa2 fa3 fa4 AA CC DD XX BB
AA→ブロードキャスト(FF-FF-FF-FF-FF-FF) ブロードキャストは 全ポートから送信 MAC:XX fa4 MAC:AA fa1 fa2 fa3 フォワーディングテーブル fa1 fa2 fa3 fa4 AA CC DD XX BB MAC:BB MAC:CC MAC:DD

15 全二重通信 1対1通信なら全二重通信可能 帯域幅が2倍に(100Base-TXなら200Mbps) 全二重通信可能

16 ネットワークのレイテンシ(遅延) 遅延 メディア遅延 信号がメディア上を移動(ほぼ光速)するのにかかる遅延 回路遅延
回路の信号処理にかかる遅延 ソフトウェア遅延 スイッチングプロトコルの実装にかかる遅延 その他 フレーム内容等による遅延

17 スイッチのモード 受信したイーサネットを送信するタイミング カットアンドスルー フラグメントフリー ストアアンドフォワード

18 イーサネットフレームと スイッチのモード 6B カットスルー 64B フラグメントフリー ストアアンドフォワード

19 各モードの特徴 ギガビットイーサネットではストアアンドフォワードが主流 モード 送信タイミング ソフトウエア遅延 エラー チェック
コリジョン 検出 ビットレート カットスルー 宛先受信後 (6B受信後) 小 不可能 対称のみ フラグメント フリー 64B受信後 中 可能 ストアアンド フォワード 全て受信後 大 非対称も 非対称スイッチング : 帯域幅の異なるセグメント間でのスイッチング ギガビットイーサネットではストアアンドフォワードが主流

20 冗長性のあるネットワーク 長所 : 故障耐性が高い 短所 : ループが発生する

21 スパニングツリープロトコル (IEEE802.1D)
冗長なパスをシャットダウンする

22 STPのステート ステート 目的 ブロッキング (遮断中) BPDU（Bridge Protocol Data Unit） だけを受信
インターフェイスはフレーム転送に関与しない リスニング (聴取中) アクティブなトポロジを構築 インターフェイスをフレーム転送に関与させることをスパニングツリーが決定 ラーニング (学習中) ブリッジングテーブルを構築 インターフェイスはフレーム転送に関与する準備をしている状態 フォワーディング (転送中) ユーザデータを送受信 インターフェイスはフレームを転送する ディーゼブル (無効化) ダウン状態 インターフェイスはスパニングツリーに含まれない

23 ステートの遷移 初期状態 ブロッキング 20秒以内 初期状態(電源投入)から フォワーディングまで 最大50秒 リスニング 15秒以内
ラーニング 15秒以内 フォワーディング ディーゼブル