基本情報技術者 2017年 秋期 午前（科目A） 問32

ネットワーク機器の一つであるスイッチングハブ(レイヤ2スイッチ)の特徴として、適切なものはどれか。【午前2 解説】

要点まとめ

• 結論：正解は イ。レイヤ2スイッチは受信フレームを宛先MACが登録されたポートだけに転送し、不要な転送を抑えます。
• 根拠：スイッチはMACアドレステーブル（CAM）を学習・参照してフレームを転送するため、同一LAN内で効率的に通信を中継します。
• 差がつくポイント：未知宛先はフラッディングで全ポートへ送る点や、ハブ（L1）やルータ（L3）との「動作レイヤ」と「機能差」を明確に理解しましょう。

正解の理由

よくある誤解

• 「スイッチがIPアドレスの割当てを行う」と考える誤解：IPの動的割当てはDHCPサーバ（L7/L3相当のサービス）が行い、スイッチ自体は通常行いません。
• 「スイッチは全ての受信パケットを常に全ポートへ投げる」との誤解：ブロードキャストや未知宛先のみフラッディングされ、学習済みの宛先には必要なポートへのみ送ります。
• 「分割（フラグメンテーション）はスイッチの仕事」という誤解：フラグメンテーションはIP（ネットワーク層、L3）で行われる処理であり、ルータや送信側ホストの処理領域です。

解法ステップ

1. 問題文の対象機器が「レイヤ2スイッチ（スイッチングハブ）」であることを確認する。
2. 各選択肢が扱う機能の階層（物理層L1、データリンク層L2、ネットワーク層L3、上位層）を判別する。
3. レイヤ2の代表的な機能（MACアドレス学習、MACテーブル参照、フレームのフォワーディング）に合致する選択肢を選ぶ。
4. あてはまらない選択肢（DHCPのようなIP周りやフラグメンテーションなど）は除外する。

選択肢別の誤答解説

• ア: LANポートに接続された端末に対して、IPアドレスの動的な割当てを行う。
  → 誤り。IPアドレスの動的割当てはDHCPサーバ（アプリケーション層/ネットワーク層のサービス）が行います。スイッチは通常そのような機能を持ちません（一部のL3スイッチや管理機能を持つ機器でもDHCPサーバを内蔵することはあるが、一般的なレイヤ2スイッチの特徴ではない）。
• イ: 受信したパケットを、宛先MACアドレスが存在するLANポートだけに転送する。
  → 正しい。レイヤ2スイッチはMACアドレステーブルを参照して、学習済みの宛先にのみフレームを転送します（効率的なフォワーディング）。
• ウ: 受信したパケットを、全てのLANポートに転送（ブロードキャスト）する。
  → 誤り。これはハブ（L1）の振る舞いや、スイッチでも「ブロードキャスト」や「未知宛先フラッディング」の場合に限る挙動です。一般にスイッチは全ポート転送しません。
• エ: 受信したパケットを、ネットワーク層で分割（フラグメンテーション）する。
  → 誤り。フラグメンテーションはIP（L3）で行われる処理であり、スイッチ（L2）の役割ではありません。ルータや送信元で行われます。

補足コラム

• MACアドレステーブル（CAMテーブル）の学習とエージング：スイッチは受信フレームの送信元MACと受信ポートを学習し、テーブルに登録します。一定時間通信がなければ対応エントリは削除（エージング）されます。
• ブロードキャストドメインとコリジョンドメイン：スイッチは各ポートをコリジョンドメインとして分割しますが、同じVLAN内ではブロードキャストドメインは共有されます。ルータはブロードキャストを分割します。
• マネージドスイッチの追加機能：VLAN、ポートセキュリティ、送信レート制限などはマネージドレイヤ2スイッチで提供されることが多く、単なるハブとは機能が大きく異なります。

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