Switchのレイヤ

良く「レイヤ2Switch」「レイヤ3Switch」などの話を聞くのですが
同じSwitchでもレイヤが違うことでどういった機能になるのでしょうか？。
目的としてはセグメントの分割やフィルタなどがあるのでしょうか。。

よろしくお願いします。

No.4 ベストアンサー 回答者： ency 回答日時： 2006/03/19 15:55

スイッチ (スイッチングハブ) は、もともとは Ethernet (L2: データリンク層) で中継するハブのことでした。

具体的には、受信したフレームを一度バッファリングして、MAC アドレスを確認して特定のポートにのみそのフレームを送信することで、コリジョン (フレームの衝突) を防ぐことができます。
# それまでのハブは、リピータハブと呼んで区別していますが、受信したフレームは
# 波形を整形しなおす程度のことをやって、接続されている全ポートに送信して
# いました。
# つまり、L1 (物理層) で中継する機器ということです。

つまり、スイッチングハブは「受信したフレームをあて先のポートにのみ送信することができる」ハブということになります。

そして、VLAN (Virtual LAN) という技術をつかって、いくつかのポートを一つのセグメントしてまとめることによって、スイッチのポートをいくつかのセグメントに分割できるようになったんです。

こうすることのメリットは、単純に「受信したフレームをあて先のポートにのみ送信することができる」だけでなく、「セグメント間のフレームの送受信ルールを決めることができる」ことです。
この送受信ルールの決定は MACアドレスではなく IPアドレスによって行われます。
つまり、スイッチに「IP ルーティング」機能がついたことになりますね。
これが「L3スイッチ」です。
IP (L3: ネットワーク層) で中継するから、L3スイッチなんです。

Ethernet以外のポート対応だったり、IP以外のネットワーク層プロトコル対応だったり、最近いろいろな機能拡張された L3スイッチを見かけますがこれらの機能は、ルータに追いつけ追い越せ的な感覚で後付された機能です。
逆に言えば、L2スイッチではここまでの機能拡張はできなかったけど、L3スイッチだからこそここまでの機能拡張ができたとも言えますね。

元々は、Ethernetポートのみを持っていて、ASIC (Application Specific Integrated Circuit) と呼ばれるハードウエア上で IP パケットを高速にルーティングできるスイッチングハブだったんです。

それに対して、ルータは Ethernet の他に FDDI等複数のポートを持ち、IP だけでなく IPX 等他のネットワーク層プロトコルについてもソフトウエアでルーティングする機器になります。
# ソフトウエアで処理するから、ハードウエアで処理する L3スイッチには速度の面で
# かなわないと。。。
# ただし、最近は ASIC を搭載したルータも出てきているようで、ホント両者の垣根が
# なくなってきているんですけどね。。。

極端な話をすれば、L3スイッチの全ポートを一つのセグメントとして VLAN を切れば、L2スイッチとしても使用することが可能です。
# たいていの L3スイッチはデフォルトで、一つのセグメントに設定されていたはず
# なので、何も設定しなければ L2スイッチとしても使用可能です。
# ま、わざわざ高い金払って L3スイッチを買っておいて、こんな贅沢な使い方は
# しないでしょうけど。。。

ちなみに、アプリケーションプロトコルまで解析できる L4-7スイッチと呼ばれるものも世の中には存在します。
TCP や UDP のポート番号レベルでのフィルタリングができたり、HTTPのヘッダを解析したりできるようですが、詳しい話まではよくわかりません。

長々と失礼しました。
こんな感じでいかがでしょうか。

No.3 回答者： Toshi0230 回答日時： 2006/03/19 14:01

NO.1です。

答えていないところがあったので補足します。

> セグメントの分割

これは「VLAN」と呼ばれる機能になります。一部のL2SwitchとL3Switchに搭載されている機能で、１台のハブを論理的に複数のハブに分割できます。


> フィルタ

これはパケットフィルタのことでしょうか？
L3Switchには搭載されていますが、L3Switchは、IPレベルの高速なパケット転送を主眼に置かれていますので、「ルータ」ほどには複雑なフィルタが設定できないことが多いです。

ちなみに、No.2の方が指摘されてる「セキュリティ」はこのVLANとパケットフィルタの機能を使った物になります。

No.2 回答者： tx1 回答日時： 2006/03/19 05:45

レイヤ2スイッチングハブは「スイッチングハブ」と呼ばれ、そこに接続されたネットワークは「相互に通信が出来ます」

LANの規模が大きくなり、セキュリティが問題になるとレイヤ３スイッチングハブの出番です。
例えば学校の職員室と生徒の教室を切り離したい（セグメント分割），２つの教室間で共有フォルダを参照できないようにしたい（フィルタ）、しかし職員室からも教室からもインターネットには接続したいという場合にはレイヤー３です。

ルーター
　｜
レイヤー３－職員室
　｜
教　室

職員室と教室からはインターネットに接続できますが、二つの部屋は完全に切り離されています。
レイヤ２ハブはレイヤ３より「低レベル＝ハードウェアに近い」なのでネットワークを無条件に接続することしか出来ません。
レイヤ３ハブは、もう少し頭がよくて、ネットワークに条件をつけて接続することが出来ます。
昔はレイヤ３ハブの部分をサーバーが担っていましたが（今でも３つくらいのネットワーク接続ならサーバーでやります）、やっていることが単純なので機械として独立させ、さらにデータの流れをハードウェアで制御して高速化させたものが現在のレイヤー３スイッチングハブです。

No.1 回答者： Toshi0230 回答日時： 2006/03/19 02:24

レイヤ２Switch (L2Switch)は、イーサネットレベル(*)で通信を中継する機械です。

ネットワーク(LAN)の話題で、単純に「スイッチ」「スイッチングハブ」という場合はこちらを指すことがほとんどです。
(*) 正確には、データリンク層レベル

対して、レイヤ３Switch(L3Switch)はL2Switchにルータの機能を併せ持たせた物になります。
ルータとL3Switchの違いはあまり明確ではないのですが、以下のような機械はL3Switchと呼ばれることが多いです。
・ルーティング機能をASIC（ハードウェア）で実装している
・多数のポートを持ち、L2Switchの機能を併せ持つ
・ルーティングプロトコルとして、RIPやOSPFなどのIGRPのみが実装されている

なお、L3SwitchはVLAN機能を持つ物がほとんどです。（というか、VLAN機能を持たないL3Switchを見たことがありません）