応用情報技術者 2012年 春期 午前2 問32

ブリッジ装置【午前2解説】

正解の理由

解法ステップ

1. 問題文の機能列挙（フレーム蓄積、速度変換、交換）を確認する。
2. 各機能が属するOSI参照モデルの層を考える（フレーム／MAC→データリンク層）。
3. 選択肢をOSI層ごとに分類し、データリンク層で動作する装置を選ぶ。
4. データリンク層でかつ挙げられた機能を持つのがブリッジ（スイッチ）であると判断する。

選択肢別の誤答解説

• ア: ゲートウェイ
  • ゲートウェイは通常、異なるプロトコルやアプリケーション間の変換を行う装置で、OSIの上位層（トランスポート〜アプリケーション）での処理を行います。フレーム蓄積やMACベースの転送といったレイヤ2固有の機能は主目的ではありません。
• イ: ブリッジ
  • 正答。ブリッジはデータリンク層で動作し、フレームの蓄積・転送・速度変換などスイッチングハブと同等の機能を持ちます。スイッチは多ポートのブリッジと考えられます。
• ウ: リピータ
  • リピータは物理層（レイヤ1）の装置で、信号の増幅／再生を行いフレームの内容やMACアドレスを解釈しません。したがってフレーム蓄積や速度変換（プロトコルレベルの調整）は行いません。
• エ: ルータ
  • ルータはネットワーク層（レイヤ3）でIPアドレス等に基づく経路選択を行います。ルーティングとブロードキャストやコリジョンドメインの扱いが異なるため、問題で示されたレイヤ2の機能とは目的が異なります。

よくある誤解

• 「スイッチはルータの一種」：機能層が違うため誤りです。スイッチは主にデータリンク層、ルータはネットワーク層で動作します。用途が異なります。
• 「ハブ＝スイッチ」：ハブ（リピータ）は物理層の単純中継器で、衝突ドメインを分割しません。スイッチ／ブリッジはMAC学習してセグメント間を賢く転送します。
• 「スイッチは常に衝突をなくす」：フルデュプレックスであれば衝突は発生しませんが、半二重（CSMA/CD）で接続された場合は衝突が発生することがあります。

補足コラム

• 歴史的には「ブリッジ」が単一または少数ポートでのデータリンク層中継を指し、「スイッチ」は多ポート化・高性能化したブリッジとして発展しました。現在は機能的に同等と扱われることが多いです。
• スイッチ／ブリッジではループ防止のためにスパニングツリープロトコル（STP）が用いられます。
• ストア＆フォワード方式ではフレーム全体を蓄積してCRC検査後に転送するため、マルチレートの速度変換が可能です。一方カットスルー方式は遅延を短くできますが速度変換やエラーチェックの柔軟性は劣ります。
• 現代のほとんどのスイッチはフルデュプレックスかつスイッチングでCSMA/CDの影響を受けにくくなっています。

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