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ネットワークスイッチ101

スイッチを作るものは何ですか?

スイッチの筐体には金属からプラスチックまで、様々な素材が使用されています。低価格帯のモデルではプラスチックが主流ですが、Netgearなどのメーカーは、GS105のような非マネージド製品に金属製筐体を採用しています。金属製筐体はプラスチック製よりも耐久性が高く、長持ちする傾向があります。

Netgear GS608 8ポート 10/100/1000 Mbps スイッチの内部

Netgear GS608 8ポート 10/100/1000 Mbps スイッチの内部

小型のアンマネージドスイッチは、ACアダプタから電源を供給する傾向があります。ハイエンドモデル(ラックマウント型など)は通常、筐体内に電源ユニットを内蔵しており、標準のIEC電源ケーブルのみで動作します。他の電子機器と同様に、スイッチも熱を発生するため、放熱する必要があります。多くの小型スイッチは、ヒートシンク(上図参照)を用いた受動冷却方式を採用しています。一方、大型モデルには通常、発生した熱を排出し、製品の寿命を延ばすためのファンが搭載されています。

Netgear GS608 8ポート10/100/1000 Mb/sスイッチに搭載されたBroadcom SoC

BroadcomやQualcommといった企業は、スイッチなどの消費者向けネットワーク製品をはじめ、ルーターからモデムに至るまで、様々な製品ラインで使用されるコンポーネントハードウェアを数多く供給しています。これらのハードウェアを使用することで、スイッチは送受信情報の処理方法を把握します。これらの情報の処理方法は、アンマネージドスイッチ、スマートスイッチ、マネージドスイッチによって異なります。例えば、多くのアンマネージドスイッチは、多くのサブシステムが同じパッケージに統合されたSoC(System on a Chip)技術を採用しています。このSoCは、スイッチに入力されたデータをハードウェアレベルで処理し、送信先を指示します。例えば、スイッチの場合、フレームが入力されるとMACテーブルと比較され、適切なネットワークポートに送信されます。スマートスイッチなどの上位レベルのスイッチには、通常、スイッチ内のチップに統合されたCPUが搭載されています。このCPUは、VLAN、QoS、レイヤー3スイッチングなどの機能による追加のオーバーヘッドの処理に役立ちます。

スイッチに追加された便利な機能として、リンク ライトがあります。これは通常、ポートの上部近くとポートの両側にあります。2 つの製品がパッチ ケーブルを使用してリンクされている場合、ポートがアクティブな接続からのアクティビティを検出すると、ライトが点灯します。ほとんどの場合、1 つのライトが点灯している場合は確立された接続が 10/100 Mb/s であることを意味し、2 つのライトが点灯している場合は 1 Gb/s 接続であることを示します。これは、トラブルシューティングに非常に役立ちます。リンク ライトは信頼性の高い接続を保証するものではありませんが、少なくとも 2 つのデバイスが相互にパッチ接続されていることを示します。ライトが点灯していない場合は、ポートに問題がある可能性があるか、接続された 2 つのポイント間のケーブル配線に何らかの欠陥がある可能性があるため、トラブルシューティングの開始点となる可能性があります。

スイッチを構成する物理的な側面とは別に、ジャンボ フレームのサポート、デュプレックス、大規模な MAC テーブル サイズ、Auto-MDIX/MDI サポートなど、注目すべきさまざまな機能もあります。

ジャンボフレームとは、1500バイトを超えるイーサネットフレームのことです。従来のMTUサイズとしては、9000バイトが使用される傾向があります。ジャンボフレームのサポートは、スイッチのCPUが複数の小さなフレームで溢れかえるのではなく、1つの大きなフレームのみを処理すればよいため、帯域幅要件を軽減するのに役立ちます。

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デュプレックスには、全二重と半二重の2種類があります。最近の機器のほとんどは全二重モードで動作します。これは非常に重要です。全二重モードで動作するデバイスは、データの送受信を同時に行うことができるからです。半二重モードでは、1つのデバイスがフレームを送信し、衝突ドメイン内のすべてのデバイスがそのフレームをリッスンします。衝突検出が発生を防止できない場合、衝突が発生する可能性があります。これは、ネットワークのパフォーマンスを大幅に低下させる可能性があります。

全二重通信では、送信と受信を同時に行うことができます。半二重通信では、一度に1つの送信または受信しかできません。

全二重通信では、送信と受信を同時に行うことができます。半二重通信では、一度に1つの送信または受信しかできません。

大規模なMACテーブルサイズは、家庭で役立つ機能というより、ビジネス向けの機能です。ビジネスでは、数百ものデバイスIDがスイッチのテーブルに保存される可能性が高いため、大規模なMACテーブルを保持できる容量を持つスイッチが必要です。ネットワーク上のクライアント数が少ない場合は、これはそれほど問題になりません。しかし、テーブルの容量不足によって発生する可能性のある問題を防ぐには、依然として望ましい機能です。容量不足になると、スイッチは情報を適切にルーティングできなくなり、パフォーマンスに大きな影響を及ぼします。

Auto-MDIX/MDIのサポートはますます普及しつつあります。この機能がなければ、スイッチ間接続やピアツーピアのコンピュータ接続など、両端にMDI(メディア独立インターフェース)またはMDIX(メディア独立クロスオーバー)接続を備えたデバイスでは、ストレートケーブルではなくクロスオーバーケーブルが必要になります。Auto-MDIX/MDIは、必要なケーブルの種類を自動的に検出し、適切な接続を設定するため、どちらの種類のケーブルを使用してもデバイス同士を接続できます。これにより、2種類のケーブル接続が不要になり、デバイスの相互接続時に生じる混乱を大幅に軽減できます。