ネットワーク機器とトポロジー

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上から下へ、全 20 枚そのまま並べています。

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ネットワーク構成入門

ネットワーク機器とトポロジー

網の形と部品 〜つなぎ方の設計〜

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目次

今日の流れ

1. ネットワークを作る部品

2. ハブ・スイッチ・ルーターの整理

3. トポロジーとは

4. 各トポロジーの長所短所と構成例

5. まとめと振り返り

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ネットワーク構成入門 - イントロ

今日のゴール

この時間で身につけてほしいことです。

  • ネットワークを作る部品の名前が分かる
  • ハブ・スイッチ・ルーターの違いが分かる
  • それぞれが動くOSI層をイメージできる
  • トポロジー(網の形)が何かが分かる
  • 代表的な形の長所短所を比べられる
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ネットワーク構成入門 - イントロ

ネットワーク機器 とは

機器同士をつなぎ、データを正しい相手へ運ぶための部品たちです。

ネットワーク機器

パソコンやサーバーをつなぎ、データを正しい相手へ届けるための装置の総称。ハブ・スイッチ・ルーターなどがあり、それぞれ役割が違う。

機器同士をつなぐ部品

データを運ぶ通り道を作る

役割ごとに種類が分かれる

適材適所で組み合わせる

網全体の土台になる存在

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ネットワーク構成入門 - イントロ

部品が集まって網になる

部品は単独ではなく、組み合わさって1つのネットワークを形づくります。

  • 端末をスイッチに集める
  • スイッチ同士をつなぐ
  • 外への出口にルーターを置く
  • 役割の違う部品を重ねる
  • 全体で1つの網ができあがる
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ネットワーク構成入門 - 機器

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第2部 機器の役割を整理

どのOSI層で働くのか

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ネットワーク構成入門 - 機器

ハブ・スイッチ・ルーターの整理

3つの機器は、見ている情報と働く層が違います。以前学んだMACアドレスやルーティングが手がかりです。

役割
見る情報

ハブ

信号を全員に流す

宛先を見ない

スイッチ

宛先だけに送る

MACアドレスを見る

ルーター

別の網へつなぐ

IPアドレスを見る

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ネットワーク構成入門 - 機器

動くOSI層の違い(復習)

以前学んだOSI層を思い出すと、機器の住み分けがはっきり見えてきます。

機器とOSI層

スイッチはMACアドレスを見るデータリンク層、ルーターはIPアドレスを見るネットワーク層で働く。見る情報が層に対応していると考えると整理しやすい。

ハブは中身を見ず信号だけ流す

スイッチはMACアドレスの層で働く

ルーターはIPアドレスの層で働く

上の層ほど賢い判断ができる

以前学んだOSI層が土台になる

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ネットワーク構成入門 - 機器

ハブとスイッチの違い

似て見える2つですが、データの配り方がまったく違います。

ハブ

  • 来た信号を全員に流す
  • 宛先を区別しない
  • 通信がぶつかりやすい
  • 今はあまり使われない

スイッチ

  • 宛先の機器だけに送る
  • MACアドレスで見分ける
  • 無駄な通信が少ない
  • 今の主流の部品
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ネットワーク構成入門 - 形

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第3部 トポロジー

網の形いろいろ

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ネットワーク構成入門 - 形

トポロジー とは

機器をどんな形でつなぐか、という配置の設計図のことです。

トポロジー(Topology)

ネットワークの機器をどのような形でつなぐかを表す接続の形。スター型やバス型などがあり、形によって作りやすさや壊れにくさが変わる。

機器のつなぎ方の形

代表的な形がいくつかある

形ごとに長所と短所がある

規模や用途で選び分ける

網の設計の出発点になる

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ネットワーク構成入門 - 形

代表的なトポロジー

よく使われるつなぎ方を整理しました。今の主流はスター型です。

トポロジー
スター型
中心の機器に集める
今の主流
バス型・リング型
1本の線でつなぐ
昔よく使われた
メッシュ型
互いに複数つなぐ
壊れにくい
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ネットワーク構成入門 - 実践

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第4部 長所短所と構成例

どの形をどこで使うか

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ネットワーク構成入門 - 実践

各トポロジーの長所と短所

どの形にも得意不得意があります。規模やコストで選び分けます。

長所
短所

スター型

1台の故障が広がりにくい

中心が止まると全体に影響

バス型

配線が単純で安い

線の障害に弱い

メッシュ型

1経路が切れても代替がある

配線が多くコスト高

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ネットワーク構成入門 - 実践

オフィスの構成例

実際のオフィスでは、スター型を土台にして機器を重ねます。身近な構成を見てみましょう。

  • 各席のPCをスイッチに集める(スター型)
  • フロアごとのスイッチを束ねる
  • 出口にルーターを置いて外へつなぐ
  • ルーターにファイアウォールを組み合わせる
  • 無線が必要な場所にアクセスポイントを置く
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ネットワーク構成入門 - 実践

トポロジーごとの壊れにくさ(イメージ)

代替経路が多い形ほど、一部が壊れても通信が続きやすい傾向があります。あくまでイメージです。

90 壊れにくさ(イメージ)725436180
30壊れにくさ(イメージ)
60壊れにくさ(イメージ)
90壊れにくさ(イメージ)
バス型
スター型
メッシュ型

出典: トポロジーと耐障害性の傾向を示す概念図(概算)

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ネットワーク構成入門 - まとめ
クイズ

振り返りクイズ

今日の内容を確認しましょう。

MACアドレスを見て、宛先の機器だけにデータを送る機器は次のうちどれ?

A
ハブ
B
スイッチ
C
ルーター
D
アクセスポイント
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ネットワーク構成入門 - まとめ
答え

振り返りクイズ 解答

MACアドレスを見て、宛先の機器だけにデータを送る機器は次のうちどれ?

A
ハブ
B
スイッチ
C
ルーター
D
アクセスポイント

MACアドレスを見て宛先だけに送るのはスイッチです。ハブは宛先を区別せず全員に信号を流し、ルーターはIPアドレスを見て別の網へつなぎます。見る情報の違いが、それぞれが働くOSI層に対応しています。

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ネットワーク構成入門 - まとめ

質疑・次回予告

今日のまとめと、次に学ぶテーマです。質問があればここで受け付けます。

今日のおさらい
  • 部品はハブ・スイッチ・ルーター
  • 見る情報でOSI層が分かれる
  • トポロジーは網の形の設計
次回予告
  • マルウェアの種類 〜悪意あるソフトを知る〜
  • セキュリティ深掘りに入る
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ネットワークは「部品」と「形」でできている。ハブ・スイッチ・ルーターがそれぞれの仕事を分担し、スターやメッシュという形がその働きを支える。組み合わせを知れば、網の設計図が読めるようになる。

ネットワーク構成入門

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