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システムアーキテクト試験 2023年 午前2 問25
CSMA/CD方式のLANで使用されるスイッチングハブ（レイヤー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。
ウ：リピータ
エ：ルータ
ア：ゲートウェイ
イ：ブリッジ（正解）
解説
CSMA/CD方式のLANで使用されるスイッチングハブ（レイヤー2スイッチ）の同等機能を持つ装置はどれか【午前2 解説】
要点まとめ
- 結論：スイッチングハブと同じプロトコル階層で動作し、同等の機能を持つ装置は「ブリッジ」である。
- 根拠：スイッチングハブはレイヤー2（データリンク層）でフレームの蓄積・転送や速度変換を行い、ブリッジも同様にレイヤー2で動作する。
- 差がつくポイント：ルータやゲートウェイはレイヤー3以上で動作し、リピータは物理層で単純に信号を中継するだけである点を理解すること。
正解の理由
スイッチングハブはレイヤー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も通信可能にする速度変換機能を持ちます。これと同じく、ブリッジもデータリンク層でフレームの転送制御を行い、ネットワークの分割や衝突ドメインの分離を実現します。したがって、スイッチングハブと同等の機能を持つ装置はイ: ブリッジです。
よくある誤解
ルータやゲートウェイはネットワーク層以上で動作し、IPアドレスなどを基に経路制御を行うため、スイッチングハブとは機能が異なります。リピータは単純な信号増幅装置であり、フレームの蓄積や速度変換はできません。
解法ステップ
- 問題文から「スイッチングハブ＝レイヤー2スイッチ」と理解する。
- レイヤー2で動作し、フレームの蓄積や速度変換機能を持つ装置を探す。
- 各選択肢の機能と動作階層を確認する。
- ブリッジがレイヤー2でフレーム転送を行い、スイッチングハブと同等の機能を持つことを確認。
- それ以外の選択肢はレイヤー1（リピータ）やレイヤー3以上（ルータ、ゲートウェイ）であるため除外。
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あり、レイヤー2のスイッチングハブとは機能が異なります。 - イ: ブリッジ
正解。レイヤー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。 - ウ: リピータ
物理層（レイヤー1）で信号を増幅・中継する装置で、フレームの蓄積や速度変換はできません。 - エ: ルータ
ネットワーク層（レイヤー3）でIPアドレスを基に経路制御を行う装置であり、スイッチングハブとは異なる役割です。
補足コラム
スイッチングハブは複数のポート間でフレームを高速に転送し、ネットワークの効率化に寄与します。ブリッジは歴史的にスイッチングハブの前身として使われており、基本的な動作原理は同じです。近年はスイッチングハブが主流ですが、ブリッジの概念はネットワーク設計の基礎として重要です。
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処理が可能な商用製品で、ブリッジはより単純な2ポートの装置を指すことが多いです。
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処理が可能な商用製品で、ブリッジはより単純な2ポートの装置を指すことが多いです。
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IPアドレスなどネットワーク層の情報を使って経路制御を行い、異なるネットワーク間の通信を可能にします。スイッチングハブは同一ネットワーク内のフレーム転送に特化しています。
A: ルータはIPアドレスなどネットワーク層の情報を使って経路制御を行い、異なるネットワーク間の通信を可能にします。スイッチングハブは同一ネットワーク内のフレーム転送に特化しています。
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