30 Minutes NetWorking
No.SW03

30Minutes NetWorking

BCMSN

第3回キャンパスネットワーク(3) イーサネット

■ ブロック

スーパーインター博士

さて、前回、キャンパスネットワークにおけるブロックの話をしたよな。

ハイパーネット助手

アクセス層とディストリビューション層のスイッチブロック。
コア層のコアブロックですね。

スーパーインター博士

うむ。こういう図を出したな。

コアブロック

[FigureSW02-04:コアブロック]

スーパーインター博士

ユーザのPC群がいて、他ブロックとの接続を行うためのMLSがあるスイッチブロック。
各スイッチブロックを接続するコアブロック、だったな。

ハイパーネット助手

です。

スーパーインター博士

さて、もちろんこの2つだけでもいいのだが。
スイッチブロックの中に特殊な役割を担うものがある。

ハイパーネット助手

スイッチブロックの中に?

スーパーインター博士

そうだ。それはエンタープライズサーバがあるブロックと、WAN接続へのブロック、が代表的だ。

ハイパーネット助手

エンタープライズサーバって、全社的に使用するサーバのことですよね。

スーパーインター博士

そう、両方とも全社からのアクセスが前提として存在するブロックだ。
これらのブロックはコア層に位置する。

ハイパーネット助手

コア層にあるのはコアブロックなのでは?

スーパーインター博士

うむ、なので「特殊な」と言ったのだ。
なのでサーバブロックWANブロックと別な名前をつけて呼ぶことが多い。

サーバブロックとWANブロック

[FigureSW03-01:サーバブロックとWANブロック]

ハイパーネット助手

ユーザが使うスイッチブロックとはまた別のブロック、ってことですね。

■ イーサネット

スーパーインター博士

さて、キャンパスネットワーク内で使われるアーキテクチャはもちろん、イーサネットだ。

ハイパーネット助手

ですよね。

スーパーインター博士

ここでイーサネットの仕組みやら、CSMA/CDがどうとか説明してもしょうがないのでしないが、…大丈夫だよな?

ハイパーネット助手

博士、それはいくらなんでもアレですよ。

スーパーインター博士

いやまぁ、確かに普通ならそうだが。なんといっても相手はネット君だからな。念には念を入れておかないと。
まぁ、ともかく、キャンパスネットワークでのイーサネット使用のポイントはこうだ。

  • 10Mbps
  • 最長セグメント長100m(10BASE-T)
ハイパーネット助手

あれ、10BASE5や10BASE2は?

スーパーインター博士

今時ないだろう、同軸は。

ハイパーネット助手

そんなことを言ったら、今時に単なる「イーサネット」ってのもどうかと思いますよ。

スーパーインター博士

まぁ、確かにそうなんだが。
それでも、10Mbpsあれば結構使えるぞ。アクセス層ならば

ハイパーネット助手

アクセス層ってことは、ユーザが使うPC間ではってことですか。

スーパーインター博士

そういうことだ。特にスイッチを使ったコリジョンフリー環境で、全二重化するならば、10Mbpsでも十分使える。

ハイパーネット助手

スイッチを使ったコリジョンフリーってことは、10Mbpsを占有できる。
全二重化では論理的に倍の帯域幅を持つことになる…、ですか?

スーパーインター博士

そういうことだ。ユーザが使用するPCという環境で、占有した20Mbpsの帯域幅ってのはそれなりに役に立つぞ。
複数のPCのデータが流れるディストリビューション層やコア層はまた別の話になるがな。

ハイパーネット助手

なるほど。

スーパーインター博士

あと1つ。最長セグメント長の100mの内訳ってのを説明しておこう。

最長セグメント長

[FigureSW03-02:最長セグメント長]

ハイパーネット助手

5m、90m、5mで100m。

スーパーインター博士

そういうことだ。ノイズの発生しやすいワイヤリングクロゼットやフロア内ではなるべく短く、というところがポイントだ。

ハイパーネット助手

へ〜。これは守るべきことなんですね。

スーパーインター博士

まぁ、できれば、の話だ。
情報コンセントにワイヤリングクロゼットなんてものがちゃんと配置できれば、な。

ハイパーネット助手

それがなかなか難しそうですよ。

■ ファストイーサネット

スーパーインター博士

さてさて、実際、市販されているものでもっとも主力の扱いを受けているイーサネットがファストイーサネットだろう。

ハイパーネット助手

そうですね。イーサネット仕様のNICやらハブやらを探すほうが手間ですものね。

スーパーインター博士

そのファストイーサネットのポイントと言えば。

  • 100Mbps
  • イーサネットとの下位互換
  • オートネゴシエーション
スーパーインター博士

だな。現在では普通のユーザが使うPC間接続までファストイーサネットを使うことが珍しくない。

ハイパーネット助手

ですね。アクセス層でもファストイーサネットってことですね。

スーパーインター博士

あとはアクセス層とディストリビューション層をつなぐのにもやはりファストイーサネットが有効だろう。
複数のPCのデータが集結するわけだからな。

ハイパーネット助手

広い帯域がないと、そこがボトルネックになっちゃいますもんね。

スーパーインター博士

さらに、やはり下位互換ってのが強いな。
特に設定や環境を変更することなく、スムーズにファストイーサネットへ移行できる。

ハイパーネット助手

いちいち変更しなくていいってのは楽ですよね。

スーパーインター博士

まぁ、ここらへんはよくあるファストイーサネットの話なのでサクっと飛ばしたが。
オートネゴシエーションについては説明しておこう。

ハイパーネット助手

おーとねごしえーしょん。
ネゴシエーションは「交渉」だから、「自動交渉」?

スーパーインター博士

そうだ。NICとスイッチ間では使用する速度、通信方式が一致しなければいけない
つまり、イーサネットかファストイーサネットか。半二重か全二重か、この2つについて一致させる必要があるわけだ。

ハイパーネット助手

なるほど。

スーパーインター博士

それを自動で一致させる機能がオートネゴシエーションだな。IEEE802.3uで規定されている。
BCMSNの範囲ではないが、一応オートネゴシエーションの仕方を説明しておこう。

[FigureSW03-03:オートネゴシエーション]

ハイパーネット助手

へ〜。データがなくても信号を流していて、それを基準に決めるんですか。

スーパーインター博士

そういうことだな。
オートネゴシエーション同士の場合、自身が使用可能な設定を通知するわけだが、これには優先順位がある。

ハイパーネット助手

優先順位?

スーパーインター博士

そうだ。この優先順位が高いものから、双方が一致したものを選ぶ。
CiscoのCatlystスイッチの場合、以下の順番になる。

優先順位通信規格通信方式
A100BASE-TX全二重
B100BASE-T4 -
C100BASE-TX半二重
D10BASE-T全二重
E10BASE-T半二重

[TableSW03-01:オートネゴシエーションの優先順位]

スーパーインター博士

Aが一番優先順位が高い。

ハイパーネット助手

100BASE-T4には通信方式がありませんけど?

スーパーインター博士

100BASE-T4は半二重しかないからな。

■ ギガビットイーサネット

スーパーインター博士

さてさて、もう1つイーサネットの規格を説明しておかないとな。ギガビットイーサネットだ。

  • 1000Mbps
  • イーサネットとの下位互換
ハイパーネット助手

スピードがあがったくらいで、あまり変わりない?

スーパーインター博士

技術的には結構大きく変わっているのだが、使用する分にはスピードの違い以外はあまり目立たなくなっている。
大きな違いは、メディアだな。イーサネット・ファストイーサネットはツイストペア(UTP)が主力だが、ギガビットでは光ファイバもよく使われる。

通信規格カテゴリセグメント長
1000BASE-CXSTP25m
1000BASE-TUTP(カテゴリ5以上)100m
1000BASE-SXマルチモード・光ファイバ260m
1000BASE-LXシングルモード・光ファイバ3km(Ciscoでは10km)

[TableSW03-02:ギガビットイーサネット規格]

スーパーインター博士

ファストイーサネットの普及により、トラフィックが集中するところにはこのギガビットを使うことがオススメだ。

ハイパーネット助手

集中するところ、って。
ディストリビューション層、コア層?

スーパーインター博士

あとはサーバブロックやWANブロック内もそうだ。

ハイパーネット助手

あぁ、なるほど。

■ イーサネット実装

スーパーインター博士

上記3種のイーサネットだが。
これをキャンパスネットワークにどう実装していくか、というのがポイントになるわけだ。

ハイパーネット助手

帯域が広いものをトラフィックが集中するところに持っていくってことですね。

スーパーインター博士

そうだ。

レイヤイーサファストギガビット
アクセス層-
ディストリビューション層×
コア層×

[TableSW03-03:イーサネットの運用]

ハイパーネット助手

これだと、ディストリビューション層とコア層が一緒ですね。

スーパーインター博士

まぁ、そうなるな。できればアクセス・ディストリビューション・コアの順で、イーサ・ファスト・ギガとあがっていくのがいいのだが。
ユーザが使うレベルでもトラフィックが増えてきているから、アクセス層でもファストイーサがいいだろう。

ハイパーネット助手

と、なるとディストリビューション層もギガビットイーサですか?

スーパーインター博士

そうだな。理想を言えばそうだ。
まぁ、まだギガビットは高いし、ディストリビューション層のデバイスは数も多くなるのでなかなか難しいところだな。

ハイパーネット助手

そうですね。

スーパーインター博士

ギガビットまでいかなくても、ファストイーサのEther Channelという手もある。
ともかく、トラフィックパターンから使うべきものを選んでいく、という形になるわけだ。

ハイパーネット助手

ふむふむ。

スーパーインター博士

そうだな、一番最初に使った図を元にして説明してみよう。

イーサネット実装

[FigureSW03-04:イーサネット実装]

スーパーインター博士

トラフィック量を色分けしてみた。
青→橙→赤の順でトラフィックが集中する。

ハイパーネット助手

アクセス層のPCたちが一番少なくって。ディストリビューション層のMLSへの接続、ブロックをつなぐ接続やサーバ・WANの接続って順ですか。

スーパーインター博士

そういうことだ。

ハイパーネット助手

なるほどです。

スーパーインター博士

うむ。
さて、今回はここまでにしておこう。

ハイパーネット助手

了解ッス。
30分間ネットワーキングでした〜♪

100BASE-T
100BASE-TXは2対(送信・受信)ですが、100BASE-T4は4対すべて使います。
1対(送信)・1対(受信)・2対(送受信切り替え)で4対。
Ether Channel
複数のリンクを1つのリンクとみなす方式。後述。
ハイパーネット助手ハイパーネット君の今日のポイント
  • 3種類のイーサネットを使い分ける。
    • イーサネットはアクセス層向け。
    • ファストイーサネットはどの層でもよい。
    • ギガビットイーサネットはディストリビューション・コア層向け。
  • トラフィックの集中度合いにより、帯域幅を決めていく。

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管理人:aji-ssz(at)selene.is.dream.jp