ルータとかゲートウェイをなんとなく説明できるようになりたい!

私達は普段コンピュータのネットワークについて特別意識しなくてもコンピュータを使用することができています。

しかしそれだけに多くの人はネットワークについて知る機会がほとんどありません。

ルータとかゲートウェイとか名前は聞いたことあるけど何をしているかは説明できないな。。。

こんな人もたくさんいるでしょう。そこで本記事ではコンピュータのネットワークの構成についてイメージを持てるように紹介していこうと思います。

ネットワークはLANとWANの2種類ある

コンピュータのネットワークはLAN(Local Area Network)WAN(Wide Area Network)という2種類の規模の異なるネットワークから構成されています。

  • LAN:会社や家庭など狭い範囲のネットワーク
  • WAN:遠く離れたLAN同士つなげたネットワーク
LANとWAN

私たちが使っているコンピュータはLANやWANの中でお互いに接続されているわけですが、一体どのように繋がっているのでしょうか。

コンピュータをネットワークに接続する機器たち

コンピュータをネットーワークに繋ぐにはケーブルを一本接続してしまえば済んでしまうため、ネットワークが様々な要素によって構成されていることを気にすることはありません。

しかし遠く離れたコンピュータ同士がつながれたネットワークを構成するためには様々な用途の機器が組み合わされています。以下に4つの機器を紹介します。

リピータ

リピータ

リピータは信号の中継機能を持つ機器です。ケーブルを流れる電気信号を再生・増幅することで伝送距離を伸ばす役割を持ちます。

一般にLANの規格ではケーブルの総延長距離が決まっていて、それ以上の距離を通信しようとすると信号が減衰したり歪んだりして正確な信号を伝えることができないためリピータが用いられます。

リピータの役割は電気信号を増幅するだけなのでリピータに繋がっているケーブル上のコンピュータは論理的につながっていることになります。この論理的に一本のケーブルで繋がれた範囲をセグメントと呼んでいます(下図)。

ブリッジ

ブリッジ

ブリッジはセグメント間の中継装置です。

リピータと異なる点は流れてくる情報のMACアドレスを監視して通過させるか判断しています。この監視によってネットワーク上に不必要にデータが流れなくなり回線の効率をあげることができます。

MACアドレスとはコンピュータのIDのようなものです。
先頭24ビットが製造メーカーの番号で後ろ24ビットがメーカーが割り当てる製造番号の48ビットで構成されています。

例) 00:00:F8:02:14:83 (製造メーカー番号:00:00:F8 、製造番号02:14:83)

ブリッジは最初に各セグメントに属するコンピュータのMACアドレスを記憶することで、セグメント間を中継する必要のあるパケットを判断しています。

ルータ

ルータ

ルータはLANやWANの中継機能を持つ機器です。遠く離れたコンピュータ同士で通信するためにはコンピュータの住所であるIPアドレスを指定して情報を転送します。

ルータは情報の宛先IPアドレスを確認すると宛先のコンピュータに情報を転送するための最適な「ルート」を選択して次のルータへと情報を渡す役割をもっています。情報の転送ルート(route)を決めるためルータ(router)と呼ばれています。

ゲートウェイ

ゲートウェイ

ゲートウェイは異なる種類のネットワーク同士を接続する機器です。異なるプロトコルのネットワークを翻訳することでお互いの接続を可能としています。

例えば携帯のメールとインターネットのメール(Gmailなど)がお互いにやり取りができるのはゲートウェイがプロトコルを翻訳してくれているからです。

ただし最近では厳密にプロトコルの変換というよりは、単に異なるネットワークを繋ぐものという意味で使われていることが多いです。

まとめ

まとめ
  • ネットワークは規模によってLANとWANの二種類のネットワークが存在し、
    プロトコルという通信のルールに基づいて設計される
  • プロトコルはOSI基本参照モデルに沿って機能ごとに七種類に分けられる
  • OSI基本参照モデルの各層のプロトコルを実現するために様々な装置が存在する

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