システムアーキテクト 2025年 午前2 問25

スイッチングハブ（レイヤー2スイッチ）と同等の機能をもつ装置はどれか【午前2 解説】

要点まとめ

• 結論：レイヤー2のフレーム蓄積、速度変換、交換機能を持つ装置はブリッジが同等で、正解は イ です。
• 根拠：ブリッジはデータリンク層（レイヤ2）でMACアドレスを学習し、フレームの転送・遮断・蓄積を行うためスイッチと同じ層で動作します。
• 差がつくポイント：リピータは物理層、ルータはネットワーク層、ゲートウェイは上位プロトコル変換を行う点で明確に機能が異なります。

正解の理由

よくある誤解（2〜3 行）

• 「ゲートウェイが同じ」と誤解しやすいが、ゲートウェイはプロトコル変換やアプリ層処理が主体でレイヤ2の機能とは異なります。
• 「リピータやハブはスイッチと同じ」と考えがちだが、リピータは単純中継でフレームの判別や学習は行いません。

解法ステップ

1. 問題文から「スイッチングハブ(レイヤー2スイッチ)と同等」とある点を確認する。
2. スイッチの主な機能（フレーム蓄積、速度変換、フレーム交換）がレイヤ2の機能であると整理する。
3. 各選択肢の層と主機能を思い出す（ゲートウェイ：高階層、ブリッジ：レイヤ2、リピータ：物理層、ルータ：レイヤ3）。
4. レイヤ2で動作しフレームの学習・転送を行う装置を選ぶ → ブリッジ（イ）。

選択肢別の誤答解説

• ア: ゲートウェイ
  ゲートウェイは異なるプロトコル間の変換やアプリケーション層での処理を行う装置で、レイヤ2のフレーム交換とは用途が異なります。
• イ: ブリッジ
  ブリッジはデータリンク層でMACアドレス学習、フレームの転送・遮断を行い、機能的にスイッチ（マルチポートブリッジ）と同等です。
• ウ: リピータ
  リピータは物理層で信号を増幅・再生するだけで、フレームの蓄積やアドレスに基づく転送は行いません。
• エ: ルータ
  ルータはネットワーク層（レイヤ3）でIPアドレスに基づく経路選択と転送を行い、レイヤ2のフレーム交換機能とは異なります。

補足コラム（関連知識など）

• スイッチとブリッジの関係：歴史的に「ブリッジ」は少数ポートのレイヤ2装置、「スイッチ」は多数ポートへ拡張されたブリッジと考えられ、基本動作は同じです。
• 転送方式：store-and-forward（フレーム全体を受信してチェック後転送）とcut-through（宛先MACを先読みして即転送）があり、遅延やエラーチェックの点で差があります。
• ループ防止：同一LAN内でのループはSTP（Spanning Tree Protocol）などでブリッジ／スイッチが制御します。
• VLANはレイヤ2上の論理分割機能で、スイッチ（ブリッジ相当機能）で実装されます。

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