基本情報技術者 2013年 秋期 午前（科目A） 問34

物理層の中継器【午前解説】

正解の理由

解法ステップ

1. 問題が示す「物理層」で動作する装置を選ぶことを確認する。
2. OSI参照モデルの各層と代表的な装置の対応を思い出す。
   • 物理層：リピータ、ハブ、メディアコンバータ（信号の再生や変換）
   • データリンク層：ブリッジ、スイッチ（MACフレームの転送・フィルタ）
   • ネットワーク層：ルータ（パケットの経路選択）
   • 上位層：ゲートウェイ（プロトコル変換など）
3. 各選択肢を上記と照らし合わせて除外する（上位層の装置は不適）。
4. 物理層の定義（ビット単位の処理、信号再生）に合致するリピータを選ぶ。

選択肢別の誤答解説

• ア: ゲートウェイ
  • ゲートウェイはプロトコル変換やアプリケーション層に近い処理を行う装置です。異なるネットワークプロトコル間の変換が主目的であり、物理層で単純に信号を再生する機能は期待できません。
• イ: ブリッジ
  • ブリッジはデータリンク層（第2層）でMACアドレスを参照してフレームを転送・フィルタします。フレーム単位の処理を行うため物理層の中継器とは異なります。
• ウ: リピータ
  • リピータは物理層で動作し、信号の増幅・再生により伝送距離を延長します。ビット列をそのまま中継するため、プロトコル解析やアドレス判定は行いません（したがって同一のLANセグメントに属したまま衝突ドメインやブロードキャストドメインを伸ばすことになります）。
• エ: ルータ
  • ルータはネットワーク層（第3層）でIPアドレス等を見て経路選択を行う装置です。LAN間接続という表現で誤答しやすいですが、物理層での単純中継ではなくパケットのルーティングを行います。

よくある誤解

• 「LAN間を接続する＝ルータ」と考える誤り
  • 問題文が「LAN間」と表現しているとルータを連想しがちですが、問われているのが「物理層」であればルーティング機能は不要であり、物理層の中継であるリピータが妥当です。
• リピータとブリッジ（またはスイッチ）を混同する
  • リピータはビット単位の再生、ブリッジ/スイッチはフレーム単位での転送・フィルタリングと覚えて区別しましょう。
• 同じ「接続」でも「何を基準に接続するか」を意識しない
  • データをどの層で処理・判断するか（信号／フレーム／パケット／メッセージ）で装置が変わります。まず層を確認する習慣をつけるとよいです。

補足コラム

• ハブとリピータの関係
  • ハブは実質的に複数ポートを持つリピータの集合体です。ポート間で受けた信号をそのまま他ポートへ中継するため、全ポートが同一の衝突ドメインになります。現代ではスイッチ（第2層）が一般的で、衝突ドメインを分割するためハブや単純リピータはほとんど使われません。
• メディア変換とリピータ
  • 純粋なリピータは基本的に同一の物理信号形態を再生しますが、光⇔電気の変換や異なるコネクタへの変換を行うメディアコンバータやトランシーバは、物理層での「接続延長」機能に近い役割を果たします。ただし信号の再生成以外の上位処理は行いません。
• ブロードキャスト／衝突ドメインの扱い
  • リピータで接続すると、接続先は同一のブロードキャストドメイン・衝突ドメインとなるため、大規模ネットワークではセグメント分割が必要になります。

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