ネットワーク機器のスイッチは改良に改良を重ねられた良い技術

今晩から積雪予報とのことでさっさと買い物を済ませ、
ネットワークスペシャリスト試験の積み重ねを続けた。

今日は、平成25年度 秋期 ネットワークスペシャリスト試験 午後1試験 問3を解いた。
ネットワークが複雑になってきたため、統合NW基盤として再構築するというもの。
この問題で取り上げられた技術はスイッチである。

スイッチと一言で言っても、L3スイッチやL2スイッチが存在する。
このスイッチは本当に良く改良されてきたんだなと感じた。

現在の主流は、「スイッチングハブ」。
この機器に接続している機器に対して、対象の機器にのみフレームを転送する仕組みである。
だが、昔からこのような仕組みではなかった。
昔は「リピータハブ」というものが存在した。
これは、ブロードキャストに似たような動きをする。
リピータハブに接続されている全端末にフレームを転送する。

リピータハブからスイッチングハブへの変遷だけでも、
不要なフレームをネットワークに流さないように改善されている。
だが、スイッチングハブが1台だけだと、
故障時にスイッチングハブに接続された機器は通信できなくなる。

そこで何を考えたか。
スイッチングハブを2台以上併設して冗長化を図ったのだ。
この「冗長化」による信頼性向上を図るために登場したのが
スパニングツリープロトコル(STP)である。

複数台のスイッチングハブで冗長化を行うと、
フレームが無限ループする課題が生まれた。
そこで、無限ループしないようにルートブリッジとそれ以外のブリッジに分け、
ルートブリッジから一番遠いスイッチのポートを塞ぐようにしたのである。
(これをブロッキングポートというようだ)

そうすることで、冗長化構成を取りながらフレームが無限ループを起こさない。
そして、更に改良は続く。

もし、ルートブリッジが故障した場合どうするかだ、、、
なぜか。

実はルートブリッジがBPDUというフレームを2秒間隔で発信しているが、
これが20秒以上届かない状態になるとネットワーク構成が変わったと認識して
STPがネットワーク経路を再計算しだすのである。
そして、再計算結果でネットワーク通信が自動復旧するのである。
とてもすごい仕組みであるが、弊害もあった。

それは、STPの再計算処理には以下のステップがあり、
これらがすべて終わるまで通信が行えなかったのである。
　①ブロッキング
　②リスニング
　③ラーニング
　④フォワーディング
通信再開まで50秒程度の時間を要する。これでは困る部分が出てきた。

そこで登場したのが、リンクアグリゲーションやスタック接続である。
前者はLANケーブル、後者はスイッチングハブを束ねて論理的に1つにするというもの。
この技術により、物理的にケーブルやスイッチングハブが故障しても残りで
処理が継続できるようになったのだ。
しかも、まとめて1つにすることで帯域拡大まで成し遂げた。

素晴らしい技術革命である。

ピンチをチャンスに変え続けた結果、今のスイッチ技術が存在する。
そんなことを学んだ1日だった。

本日も以下の参考書を使用して積み重ねを行った。

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