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。

🖊️ 解答を隠して解いてみる

選択肢

ア：ゲートウェイ

イ：ブリッジ（正解）

ウ：リピータ

エ：ルータ

🔒 解説は解答すると表示されます

ブリッジ（レイヤ2）【午前2解説】

正解の理由

スイッチングハブ（レイヤ2スイッチ）と同等の機能を持ち、同じプロトコル階層（データリンク層）で動作する装置はイ（ブリッジ）です。ブリッジはフレームを受信して蓄積（ストア＆フォワード）し、宛先MACアドレスに基づいて転送先を決定します。また、異速度のリンク間での速度変換やセグメント間の衝突ドメイン分割を行えるため、設問で示された「フレームの蓄積機能、速度変換機能や交換機能」に合致します。

解法ステップ

問題文から機能を抽出する：フレーム蓄積、速度変換、交換＝データリンク層の処理。
各選択肢の層（OSI参照モデル）を当てはめる：物理層／データリンク層／ネットワーク層／上位層。
データリンク層で動作し、フレーム単位で処理するものを選ぶ。
該当するのがブリッジ（=レイヤ2装置）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層の変換を行う装置で、OSIの上位層での処理が中心です。フレーム蓄積やMACベースの転送という観点では一致しません。
イ: ブリッジ
ブリッジはデータリンク層で動作し、受信したフレームを蓄積して宛先MACに基づき転送（フィルタ／フォワード）します。複数のセグメント間で速度が異なる場合でも中継でき、スイッチングハブと同等の機能を提供します。
ウ: リピータ
リピータは物理層の装置で、信号を増幅・再生して伝送距離を延ばすだけです。フレームの内容を解析・蓄積したり、宛先に基づき振り分けたりはできません。
エ: ルータ
ルータはネットワーク層（IPなど）で動作し、パケット単位で経路選択を行います。レイヤ2のフレーム処理やMACアドレステーブルによる転送という点では該当しません。

よくある誤解

「スイッチ＝ルータ」と混同する
スイッチ（レイヤ2）はMACアドレスでフレームを転送しますが、ルータはIPアドレスでパケットを経路選択します。用途と動作層が異なります。
「ハブ＝スイッチ」と考える
古典的なハブ（リピータハブ）は物理層で信号を全ポートに中継するだけで、学習やフィルタリングは行いません。スイッチ／ブリッジは学習テーブルを用いて必要なポートのみ転送します。

補足コラム

近年は「スイッチ（switch）」が主流で、機能的にはブリッジの拡張と考えられます。小規模なネットワーク機器としてのブリッジは、スイッチング機能（複数ポート、MAC学習、VLAN対応など）を備え、さらに高速化（カットスルー転送やASICによる処理）や管理機能が追加されています。また、ループが発生するとフレームの洪水が起きるため、ブリッジ／スイッチではスパニングツリープロトコル（STP）でループ防止を行います。

FAQ

Q1: ブリッジとスイッチの違いは何ですか？
A1: 機能的には同じデータリンク層の装置ですが、一般に「ブリッジ」は比較的単純な2セグメント間の中継を指し、「スイッチ」は多数ポート、高速処理、管理機能やVLANなどの拡張を備えた商用機器を指します。

Q2: レイヤ2スイッチはCSMA/CDの衝突をどう変えるのですか？
A2: スイッチは各ポートごとに独立した衝突ドメインを作るため、同一セグメント内での衝突は減少します。フルデュプレックス運用ではCSMA/CDは不要になります。

Q3: 「ストア＆フォワード」と「カットスルー」の違いは？
A3: ストア＆フォワードはフレーム全体を受信してエラーチェック後に転送します。カットスルーはフレームヘッダを解析したら即座に転送を始め、遅延は小さいがエラーが転送される可能性があります。

関連キーワード: CSMA/CD、スイッチングハブ、レイヤ2、ブリッジ、MACアドレス、ストアアンドフォワード、フレーム蓄積、速度変換、スパニングツリー

← 前の問題へこの年度をクイズで解く次の問題へ →

\ せっかくなら /

応用情報技術者を
クイズ形式で学習しませんか？

クイズ画面へ遷移する→

すぐに利用可能！