ネットワーク機器と役割

この単元で学ぶこと

ネットワークは、端末をつなぐだけでは成り立ちません。通信を同じネットワーク内で届ける機器、別のネットワークへ中継する機器、無線接続を提供する機器、通信を保護する機器、サービスを提供する機器が役割を分担しています。

この単元では、ルータ、L2スイッチ、L3スイッチ、無線LANアクセスポイント、無線LANコントローラ、セキュリティアプライアンス、サーバー、クライアント端末、PoE、ネットワークインターフェースカードの基本を学びます。

ルータ

ルータは、異なるIPネットワーク間でパケットを転送する機器です。宛先IPアドレスとルーティングテーブルを参照し、次に送るべき経路を選びます。

家庭や小規模拠点では、インターネット接続、NAT、DHCP、無線LANなど複数の機能を一台にまとめた機器もあります。企業ネットワークでは、拠点間やWANとの接続、経路制御、冗長化などを担います。

L2スイッチ

L2スイッチは、主にMACアドレスを利用して同じLAN内のフレームを転送する機器です。受信したフレームの送信元MACアドレスを学習し、宛先MACアドレスに対応するポートへ転送します。

端末、プリンタ、IP電話、アクセスポイントなどを有線LANへ収容する役割を持ちます。VLANを使うと、一台のスイッチ上で論理的にネットワークを分けることもできます。

L3スイッチ

L3スイッチは、スイッチの高速な転送機能に加えて、IPルーティング機能を持つ機器です。複数のVLAN間をルーティングするインタVLANルーティングや、キャンパスネットワーク内の集約層で使われます。

L2スイッチとL3スイッチの区別は、単に性能ではなく、IPネットワーク間をルーティングする機能を持つかどうかで考えます。

無線LANアクセスポイントと無線LANコントローラ

無線LANアクセスポイントは、有線LANと無線端末の間を接続する機器です。SSID、無線チャネル、暗号化、認証などを使って、無線端末へネットワーク接続を提供します。

無線LANコントローラは、多数のアクセスポイントの設定、無線ポリシー、ソフトウェア更新、ローミングなどを集中管理する機器または機能です。小規模環境ではアクセスポイント単体で管理する場合もあります。

セキュリティアプライアンス

セキュリティアプライアンスは、ファイアウォール、VPN、IDS、IPSなどのセキュリティ機能を提供する機器です。内部ネットワークと外部ネットワークの境界、DMZ、拠点間接続、重要サーバーの近くなどに配置されます。

一台の機器だけに頼るのではなく、アクセス制御、ネットワーク分離、認証、ログ監視、バックアップなどを組み合わせて守ります。

サーバーとクライアント端末

サーバーは、Web、DNS、DHCP、ファイル共有、認証、データベースなどのサービスを提供するコンピュータです。クライアント端末は、利用者がサービスを利用するPC、タブレット、スマートフォン、IP電話などを指します。

サーバーとクライアントの役割を分けて考えると、通信の方向、必要なポート、アクセス制御、障害時の影響を整理しやすくなります。

PoEとネットワークインターフェース

PoEは、Ethernetケーブルを通じてデータ通信と電力供給を行う仕組みです。アクセスポイント、IP電話、ネットワークカメラなどを、電源コンセントが少ない場所へ設置しやすくなります。

ネットワークインターフェースカードは、端末やサーバーをネットワークへ接続するためのハードウェアです。有線Ethernet、無線LAN、光インターフェースなどの種類があり、MACアドレスを持ちます。

まず覚えたいポイント

ルータはネットワーク間を転送し、L2スイッチはLAN内のフレームを転送し、L3スイッチはVLAN間などをルーティングします。アクセスポイントは無線接続を提供し、セキュリティ機器は通信を保護し、サーバーはサービスを提供します。