ブリッジ【bridge】

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ブリッジ 概略

最終更新
2005-03-17T00:00:00+09:00
この記事のURI参照
http://www.7key.jp/nw/technology/hard/bridge.html#bridge

ブリッジOSI 参照モデルで言いますデータリンク層で動作するネットワーク機器で、二つ以上のネットワークを繋ぐ「橋」の役割を果たします(Figure:BRIDGE-01)。リピータHUBは、ある端末から送り出されたデータをあて先に関係なく繋がっている全ての端末に届ける役割のネットワーク機器でした。つまりOSI 参照モデルで言いますと物理層で動作するネットワーク機器と言うことになるでしょう。ブリッジとリピータHUBは、二つ以上のネットワークを繋ぐという点では似たような機器なのですが、データリンク層で動作するか物理層で動作するかという根本的な部分が異なります。

BRIDGE-01

では「データリンク層で動作する」とは一体どのようなことを指して言っているのかを順番に説明しましょう。Ethernetではデータリンク層で相手を判別するアドレスはMACアドレスです(分かり易くするためにEthernetに話を絞ります)。ブリッジは宛先となるMACアドレスをどのポートが利用しているかをフレームヘッダを読み取り学習します。学習した内容はMACアドレステーブルフィルタリングデータベースとも呼ばれる)に一定期間保存されます。ブリッジはこのMACアドレステーブルに従ってデータパケットを中継するのです(中継と言うよりはせき止める。後述)。

補足

ブリッジを使用してもマルチキャストブロードキャストは全端末に流れます(フラッディング)のでブロードキャストストームなどを抑える用途には使えません。

MACアドレステーブル

最終更新
2005-03-17T00:00:00+09:00
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http://www.7key.jp/nw/technology/hard/bridge.html#mactable

次にブリッジがどのようにMACアドレステーブルを作成していくかを説明しましょう。新しくネットワークに繋がれたブリッジは、何も学習していませんのでMACアドレステーブルはもちろん空白です。もし下図(Figure:BRIDGE-02)のようにブリッジにてセグメントを区切られたネットワークがあり、ホストAからホストDへフレームを送信する場合、ホストAはホストBとブリッジ宛にフレームを送信します(ブロードキャスト)。そしてブリッジはもう一方のセグメントに対し同じくブロードキャストにてフレームを送信するのです。

BRIDGE-02

ただリピータHUBと違い、ブリッジはこの際にフレームヘッダ内の送信元MACアドレスを読み込み、Aというホスト(MACアドレスがAと略記しています)はポート1に繋がっているという情報をMACアドレステーブルに追加するのです。

MACアドレステーブル
ポートMACアドレス
1A

同様にホストDからホストAにフレームを送信する場合(Figure:BRIDGE-03)もMACアドレステーブルに情報を追加します。

BRIDGE-03

MACアドレステーブル
ポートMACアドレス
1A
2D

これらを積み重ねることによって、最終的には下のようなMACアドレステーブルが完成します。

MACアドレステーブル
ポートMACアドレス
1A
1B
2C
2D

このMACアドレステーブルをもとに、ブリッジフレームを転送するかどうかということを判断することとなります。ホストAからホストBへフレームを送信する場合を考えてみてください。MACアドレステーブルに「ホストBはポート1に繋がっている」という情報がありますので、ポート2側にフレームを送信する必要がないことをブリッジは知っています。なので下図(Figure:BRIDGE-04)のようにブリッジはフレームをもう一方のセグメントに転送することはしません。

BRIDGE-04

それとは別に、ホストAからホストDへフレームを送信する場合は下図(Figure:BRIDGE-05)のようになります。

BRIDGE-05

以上から分かるように、ブリッジは送信先MACアドレスを見てどのポートに向けてフレームを送信すべきかを判断しているわけではありません。他のポートにフレームを転送する必要が在るか無いかを判断し、転送の必要が無いフレームをせき止める役割を果たすのです。この機能のことをフィルタリングと呼びます。

ブリッジの特徴

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2005-03-17T00:00:00+09:00
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あるネットワークをブリッジにていくつかのセグメントに分けた場合、同じセグメント内に所属する端末同士の通信はブリッジでせき止められます。このことから、ブリッジはコリジョンドメインを区切る機器と見ることもできます。コリジョンドメインを区切ることにより、他のセグメントのコリジョンを気にする必要がなくなりますので、セグメントの通信効率を上げることができるのです。

ただ、ブリッジフレームのヘッダ情報を読み取ることから、リピータHUBに比べると若干通信速度が落ちるという欠点もあります。

ブリッジの種類

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2005-03-17T00:00:00+09:00
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トランスペアレントブリッジ
同じアクセス制御方式のセグメントを繋ぐ掛け橋です。今まで説明してきました内容はEthernetとEternetを繋ぐブリッジのことなので、この内容だと言えます。
変換ブリッジ
トランスペアレントブリッジとは逆に、異なるアクセス制御方式のセグメントを繋ぐ掛け橋です。
エンキャプスレーションブリッジ
同じアクセス制御方式のセグメントを間にWANなどを通して中継するためのブリッジです。
ソースルートブリッジ
トークンリング同士を結ぶブリッジです。

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Copyright (C) 2005 七鍵 key@do.ai 初版:2005年03月17日 最終更新:2005年03月17日