応用情報技術者 2018年 秋期 午前2 問32
問題文
CSMA/CD方式のLANで使用されるスイッチングハブ (レイヤ2スイッチ)は、フレームの蓄積機能、速度変換機能や交換機能をもっている。このようなスイッチングハブと同等の機能をもち、同じプロトコル階層で動作する装置はどれか。
選択肢
ア：ゲートウェイ
イ：リピータ（正解）
ウ：ブリッジ
エ：ルータ
CSMA/CD方式のLANで使用されるスイッチングハブの機能と同等の装置【午前2 解説】
要点まとめ
- 結論：CSMA/CD方式のLANで使われるスイッチングハブと同等の機能を持つ装置はウ: ブリッジです。
- 根拠：スイッチングハブはレイヤ2（データリンク層）で動作し、フレームの蓄積・転送や速度変換を行います。これらの機能はブリッジと同じ階層・役割です。
- 差がつくポイント：リピータは物理層で信号を増幅するだけで、フレームの処理や速度変換はできません。ルータやゲートウェイは上位層で動作し、機能が異なります。
正解の理由
スイッチングハブはレイヤ2スイッチとも呼ばれ、MACアドレスを基にフレームを蓄積・転送し、異なる速度のポート間で速度変換も可能です。これらの機能はOSI参照モデルのデータリンク層で動作するブリッジと同等であり、同じプロトコル階層で動作します。
一方、リピータは物理層（レイヤ1）で信号を単純に増幅・再生する装置であり、フレームの蓄積や速度変換はできません。したがって、正解はウ: ブリッジです。
一方、リピータは物理層（レイヤ1）で信号を単純に増幅・再生する装置であり、フレームの蓄積や速度変換はできません。したがって、正解はウ: ブリッジです。
よくある誤解
リピータは単に信号を中継するだけで、フレームの内容を認識しません。スイッチングハブのようなフレーム処理機能はありません。
ルータやゲートウェイはネットワーク層以上で動作し、レイヤ2のスイッチングハブとは役割が異なります。
ルータやゲートウェイはネットワーク層以上で動作し、レイヤ2のスイッチングハブとは役割が異なります。
解法ステップ
- 問題文から「スイッチングハブ（レイヤ2スイッチ）」の機能を確認する。
- スイッチングハブの機能は「フレームの蓄積」「速度変換」「交換機能」であることを理解する。
- 各選択肢の装置がどのOSI層で動作し、どの機能を持つかを整理する。
- レイヤ2でフレーム処理を行う装置は「ブリッジ」であると判断する。
- よって正解は「ウ: ブリッジ」となる。
選択肢別の誤答解説
- ア: ゲートウェイ
ネットワーク層以上で異なるプロトコル間の変換を行う装置で、レイヤ2のフレーム処理はしません。 - イ: リピータ
物理層で信号を増幅・再生するだけで、フレームの蓄積や速度変換はできません。 - ウ: ブリッジ
レイヤ2でフレームの蓄積・転送や速度変換を行い、スイッチングハブと同等の機能を持ちます。 - エ: ルータ
ネットワーク層でパケットの経路選択を行い、レイヤ2のフレーム処理は行いません。
補足コラム
スイッチングハブは複数のポートを持ち、各ポートごとにMACアドレステーブルを管理してフレームを転送します。これにより、衝突ドメインを分割し、ネットワークの効率を向上させます。ブリッジも同様の機能を持ち、古くはLANのセグメント分割に使われていました。
リピータは単純な信号増幅装置であり、距離延長には有効ですが、ネットワークの効率化には寄与しません。
リピータは単純な信号増幅装置であり、距離延長には有効ですが、ネットワークの効率化には寄与しません。
FAQ
Q: スイッチングハブとブリッジの違いは何ですか？
A: 基本的な機能は同じですが、スイッチングハブは複数ポートを持ち高速化・多機能化されたブリッジの一種です。
A: 基本的な機能は同じですが、スイッチングハブは複数ポートを持ち高速化・多機能化されたブリッジの一種です。
Q: リピータはどのような場面で使われますか？
A: 信号の減衰を防ぐために物理的な距離を延長したい場合に使われます。
A: 信号の減衰を防ぐために物理的な距離を延長したい場合に使われます。
Q: ルータはなぜスイッチングハブと違うのですか？
A: ルータはネットワーク層でIPアドレスを基に経路選択を行い、異なるネットワーク間の通信を可能にします。
A: ルータはネットワーク層でIPアドレスを基に経路選択を行い、異なるネットワーク間の通信を可能にします。
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