ネットワークスイッチはコンピューターネットワークの構成要素であり、あらゆるネットワーク構成の中核を担っています。ネットワークスイッチが何をするものかを理解するには、その仕組みや、ルーターやハブなど他のネットワーク機器との違いを知ることが重要です。
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ネットワークスイッチとは？
ネットワークスイッチは、複数のコンピューターやサーバーを接続し、リソースやデータを共有できるようにする中心的な機器です。OSI（オープンシステム相互接続）モデルの第2層でのみデータを処理するため、レイヤー2スイッチと呼ばれることもあります。
ネットワークスイッチはMACアドレスを読み取り、インターネットに接続された各コンピューターを識別します。スイッチは、特定のアドレス宛てのデータを、他のすべての機器を経由させることなく、該当する機器へ直接送信します。
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ネットワークスイッチはどのような問題を解決するのか？
スイッチは、接続を簡素化しながらネットワークを拡張する優れた手段です。有線と無線など異なる種類のネットワークを接続し、トラフィックの多い場所でのデータ衝突を減らします。また、ほとんどの時間電源を切っておけるプリンターなどの機器の消費電力を抑え、サイバー攻撃からの保護にも役立ちます。
ネットワークスイッチは、ネットワーク全体でユーザー、アプリケーション、機器を接続します。これにより、ユーザー間のコミュニケーションやコラボレーションを促進できます。さらに、ネットワークスイッチはトラフィックを分離し、ネットワーク全体を移動しないようにすることで、セキュリティの向上にも役立ちます。
また、混雑を緩和し、トラフィックに専用の経路を提供することで、パフォーマンスの向上にも貢献します。ネットワークスイッチの導入は、組織の効率と生産性を高める重要なステップとなります。
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ネットワークスイッチはどのように動作するのか？
ネットワークスイッチは、パケット交換を利用してデータを受信、処理し、宛先の機器へ転送するコンピューターネットワーク機器です。ネットワークトポロジーではノードとして機能し、ルーターやファイアウォールなどの他の機器と連携して、完全なネットワークを構築します。
ネットワークスイッチはOSIモデルの第2層を使用し、データリンク層（第2層）で動作します。このレベルで動作するのは、フレームがMACアドレスによって個別に識別される場所だからです。
受信したフレームが分析され、そのMACアドレスが特定されると、フレームは適切なポートへ転送され、最終的な宛先に届けられます。スイッチはMACアドレスを使ってデータの送信先を判断します。
スイッチは、いずれかのポートからパケットを受信すると、パケットのヘッダーにあるMACアドレスを調べます。このMACアドレスが、接続されているポートのMACアドレス一覧のエントリーと一致する場合、スイッチはそのポートへデータを送信します。
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ネットワークスイッチのメリット
ネットワークスイッチは、データパケットを機器間で転送することで、機器同士の通信を可能にします。転送前に受信者のMACアドレスを使ってフレームをフィルタリングし、フレームの衝突を防ぎます。その他のメリットには、次のようなものがあります。
- ネットワークスイッチは、ネットワークの速度とパフォーマンスを向上させます。
- ポートセキュリティやMACフィルタリングなどの機能により、ネットワークのセキュリティ向上に役立ちます。
- 複数のハブやルーターの必要性を減らし、ネットワークを簡素化できます。
- ネットワークトラフィックの流れをユーザーがより細かく制御できるようにします。
- ユーザーに単一の管理ポイントを提供し、ネットワーク管理を容易にします。
- 最新のスイッチの多くはIP接続を介して完全に管理できるため、変更を加えるために各マシンを個別に訪問する必要はありません。
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スイッチの種類
ネットワークスイッチは、企業ネットワークのインフラストラクチャーに不可欠な機器です。ある機器から別の機器へデータが確実に届くようにします。ネットワークスイッチは、入力テーブル、出力テーブル、転送テーブルで構成されます。転送テーブルは、MACアドレスに基づいて、どのデータパケットを送信するかを決定します。ネットワークスイッチには、次のような種類があります。
- KVM：KVMスイッチは、あるマシンの電源を切ってから別のマシンを使う必要なく、2台以上のコンピューターやサーバー間で、キーボード、ビデオモニター、マウスを共有できるハードウェア機器です。
- マネージド：マネージドスイッチは、VLAN（仮想ローカルエリアネットワーク）、機器間のトラフィックフローを管理するQoS（サービス品質）サポート、セキュリティ向上のための802.1X認証、リモート設定機能などの高度な機能を提供します。
- アンマネージド：アンマネージドスイッチは設定できません。同じワークグループ内のPCを接続するといった基本機能だけが必要な場合には、低コストの選択肢となります。
- スマート：スマートスイッチは高度なインテリジェンスを備え、データストリームを自動検出し、管理者のポリシーに基づいてトラフィックを自動転送できます。
- PoE（Power over Ethernet）：PoE対応スイッチは、コンセントから1台以上のPoE対応機器に電力を分配し、大型の電源アダプターを不要にします。
スイッチとルーターの違いとは？
ルーターは2つ以上のネットワークを接続する機器であるのに対し、スイッチは同じネットワーク内のコンピューターを接続する機器です。スイッチは、データパケットを正しい宛先へ転送することで、同じネットワーク上の機器間の通信を可能にします。ルーターはルーティングテーブルを使ってパケットの送信先を判断しますが、スイッチはMACアドレスを使ってデータを転送します。
スイッチとハブの違いとは？
ハブは、複数のコンピューターを相互接続できる機器です。スイッチも複数のコンピューターを相互接続できますが、それらの間のトラフィックフローを制御します。スイッチは、接続されたすべての機器にデータをブロードキャストするのではなく、必要とするコンピューターへ直接データを送信できるため、ハブより高速で効率的です。また、Voice over IP（VoIP）など、遅延の影響を受けやすいアプリケーション向けにQoSなどの高度な機能を利用できます。