- ハブ: すべてのトラフィックをすべてのポートに繰り返し送信し、衝突ドメインを作成し、輻輳を引き起こす単純なレイヤー 1 デバイス。
- スイッチ: レイヤー 2 で動作し、MAC アドレスを学習してフレームを宛先ポートにのみ送信し、衝突を減らしてパフォーマンスを向上させます。
- ルーター: IP アドレスに基づいてネットワーク間でパケットをルーティングし、NAT、ファイアウォール、およびルート管理を提供するレイヤー 3 デバイス。
この記事では、ネットワーク インフラストラクチャの 3 つの重要なデバイス、ハブ、スイッチ、ルーターの主な違いについて説明します。これらのデバイスは、コンピュータ ネットワーク上の通信を促進する上で重要な役割を果たしますが、動作方法が大きく異なり、目的も異なります。
ハブスイッチとルーター：主な違い
ハブとスイッチ
ハブは、接続されているすべてのステーションのMACアドレスを使用して共有コリジョンドメインを作成するシンプルなデバイスです。OSI参照モデルのレイヤー1で動作し、ルーティング機能は実行しません。
スイッチは、ネットワークセグメント間でデータを転送するマルチポートネットワークデバイスです。OSI参照モデルのレイヤー2で動作するため、各パケットのヘッダー情報（送信元IPアドレスや宛先IPアドレスなど）に基づいて判断を下すことができます。
コンセントレーター
ハブとは、複数のネットワークを接続する装置です。ルーターではありませんが、ルーターの機能の一部を備えています。ハブは、ローカルエリアネットワーク（LAN）やワイドエリアネットワーク（WAN）の接続に使用できます。
ハブは、接続されているすべてのステーションの MAC アドレスを使用して共有衝突ドメインを作成するシンプルなデバイスです。これはレイヤー 1 で動作し、ルーティング機能は実行しません。
ハブは OSI モデルの第 1 層で動作し、ルーティング機能は実行しません。一方、ルーターは OSI モデルの第 3 層で動作し、ルーティング機能を実行します。
スイッチ
スイッチ（ネットワークスイッチとも呼ばれる）は、OSI参照モデルのレイヤ2で動作するデバイスです。ネットワーク上の他のデバイスに接続するポートを備え、MACアドレスに基づいてデバイス間でトラフィックを転送します。スイッチは、スター型トポロジーで複数のデバイスを接続したり、ネットワークをサブネットに分割したりするために使用できます。
スイッチは、すべてのトラフィックが 1 つのデバイスを通過する際に発生する遅延がないため、ハブよりも高速です。代わりに、各ポートはそれぞれ独立した接続ポイントであるため、情報がネットワークのある部分から別の部分に移動するのを待たずに、宛先のサーバーまたはクライアント デバイスへの送信を続けることができます。
すでに述べたように、スイッチは複数のポートを備えており、複数のパケットを同時に送信できるため、ハブよりも高速です。各ネットワークデバイス、ハブ、スイッチ、ルーターには特定の機能があります。ルーターの機能については後で学習します。
ハブにはポートがないため、一度に送信または受信できるのはデータのみです。また、同じネットワーク上のデバイス間のすべての通信は、宛先に到達する前にまずこれらを通過する必要があります。
ハブはレイヤー 1 で動作し、スイッチはレイヤー 2 で動作します。
コンセントレータは OSI モデルのレイヤー 1 で動作するハブの一種ですが、スイッチはレイヤー 2 で動作します。これら XNUMX つのデバイスの違いは重要です。
- たくさん コンセントレータ タイムスロットごとに 1 つのパケットのみが許可されるため、複数のパケットを同時に処理できるスイッチよりも速度が遅くなります。
- たくさん スイッチ また、パケットを受信するときに完全なフレームを送信する必要がないため、より効率的です。代わりに、ヘッダー情報のみを送信し、ペイロード セクションの残りのデータを送信する前に他のステーションからの確認を待ちます。
これまでハブスイッチというネットワーク機器を詳細に分析してきましたが、今回はルーターについて見ていきましょう。
ルータ
ルーターは、異なるコンピュータネットワーク間でトラフィックを接続およびルーティングするために使用されるネットワーク機器です。その主な機能は、宛先アドレスに基づいて最適な送信経路を決定し、コンピュータネットワーク間でデータパケットをルーティングすることです。ルーティングに加えて、ルーターはネットワークセキュリティ、ネットワークアドレス変換（NAT）、帯域幅管理などの追加機能も提供できます。
ルーターは、ローカルネットワークとインターネット間の接続を可能にするため、ネットワークにおいて不可欠な存在です。あるネットワーク上のデバイスから別のネットワーク上のデバイスへデータパケットが送信される際、ルーターはそのパケットを受信し、宛先アドレスを調べて、最適な送信経路を決定します。このために、ルーターは接続されている様々なネットワークと利用可能な経路に関する情報を含むルーティングテーブルを使用します。このテーブルは、ルーティング効率を最適化するために常に更新および調整されます。
ルーターには通常、ルーティングに加えて、ファイアウォールなどのセキュリティ機能も備わっており、不正アクセスや外部からの攻撃からネットワークを保護するのに役立ちます。また、ネットワーク アドレス変換 (NAT) サービスも提供し、ローカル ネットワーク上のデバイスにパブリック IP アドレスを割り当てることもできます。これにより、複数のデバイスが単一のパブリック IP アドレスを共有できるようになります。
要約すると、ルーターは異なるネットワーク間でトラフィックを接続し、ルーティングするために使用されるネットワーク機器です。ルーターは様々なネットワーク間でデータパケットをルーティングし、セキュリティ機能や帯域幅管理機能を提供することができます。
ハブスイッチとルーターの違い
ハブ、スイッチ、ルーターはコンピュータネットワークで使用されるデバイスですが、それぞれ機能や特徴が異なります。
ハブは3つのデバイスの中で最もシンプルなものです。ローカルネットワーク上の複数のデバイスにとって、ハブは中心的な接続ポイントとして機能します。あるデバイスがハブにデータを送信すると、ハブはそのデータを接続されている他のすべてのデバイスに転送します。これはブロードキャストと呼ばれます。ハブはルーティングやトラフィック管理機能を持たないため、必要のないデータであってもすべてのポートに送信されます。そのため、不要なトラフィックが発生し、ネットワークが混雑する可能性があります。
スイッチはハブよりも高度なデバイスです。ハブと同様に接続センターとして機能しますが、MACアドレス（ネットワーク上のデバイス固有の物理アドレス）を学習して保存する機能を備えています。これにより、スイッチはハブのようにすべてのデバイスにデータを送信するのではなく、目的のデバイスにのみデータを送信できます。これはネットワークトラフィックの削減とネットワーク全体のパフォーマンス向上に役立ちます。さらに、スイッチには、ネットワークを複数のVLAN（仮想ローカルエリアネットワーク）に分割するなどの追加機能も備わっています。
一方、ルーターは、異なるネットワークを接続するために使用されるデバイスです。ルーターは、あるネットワークからデータパケットを受信し、宛先IPアドレスとルーティングテーブルに基づいて別のネットワークに転送するように設計されています。ルーターはパケットのルーティング方法を決定し、正しい宛先にのみ送信します。また、ファイアウォールやネットワークアドレス変換（NAT）などのセキュリティ機能も提供できます。ルーターは、グローバルネットワーク全体にデータを送信する役割を担うため、インターネットに接続するネットワークにおいて不可欠です。
つまり、ハブはすべてのデータをすべてのデバイスに送信するだけであり、スイッチは受信デバイスにのみデータを送信し、ルーターは異なるネットワークを接続してデータを正しくルーティングします。
結論
この記事では、ハブとスイッチの違いについて詳しく説明しました。これらのデバイスと、それらを自宅やオフィスのネットワークでどのように使用できるかについて、より深く理解していただけたら幸いです。