様々なネットワークスイッチ機器。その特別な性能と機能について

様々なネットワークスイッチ機器。その特別な性能と機能について

単純にネットワークスイッチと申し上げても、実に様々な用途と場所によって、そのパフォーマンスと機能が違ってきます。

ネットワークスイッチは、OSI参照モデルに基づき、大きく分けて3つの種類があります。

レイヤー1基準であれば、ハブやスイッチングハブが該当します。

スイッチングハブは、VLANやIPアドレスなどの「レイヤー2以上の機能を持たない」スイッチとなります。

レイヤー2基準においては、レイヤー2スイッチが代表格として挙げられます。

こちらのスイッチは「VLAN」「IPアドレス」「SNMP」「QoS」などの機能を持ちますが、ルーティング機能を持ちません。

さらにレイヤー3基準では、レイヤー3スイッチが挙げられます。

レイヤー3スイッチは、レイヤー2スイッチが持つ機能の他、ルーティング機能を持ち、中核ネットワークのコアスイッチとして活躍していたりもします。

ざっと、各レイヤー上のスイッチを解説してみましたが、それぞれのスイッチは役割ごとに独特の機能を持っています。

インテリジェントスイッチとは

インテリジェントスイッチとは

メーカーのカタログでもよく見かけるインテリジェントスイッチとは、いわゆる「VLANやIPアドレスを制御でき、その管理能力を持つ」スイッチのことを指します。

CISCO Catalyst 2960G-24TC-L インテリジェント ギガビットイーサネット スイッチ WS-C2960G-24TC-L
Cisco Systems
Cisco WS-C2960G-24TC-L 2960 20 Port Gigabit Lan-base Image Switch

インテリジェントスイッチという呼称はメーカー用語であり、他ではマネージドスイッチと呼ばれたりしています。

これらのスイッチは、主にレイヤー2スイッチやレイヤー3スイッチのことを指しています。

近年良く耳にするようになったスマートスイッチとは、インテリジェントスイッチにWebUI機能が備わったものになります。

多くのスイッチでは、IPアドレスからブラウザでアクセスし、管理設定が出来るようになっています。

(NETGEAR) スイッチングハブ PoE ( 8 ポート) VLAN ハブ GS310TP [S350 スマート スイッチ シリーズ] LANポート
ネットギア
【S350スマートスイッチシリーズ「GS310TP(PoE給電対応/全体55W)」】

また逆に、ノンインテリジェントスイッチやアンマネージドスイッチなどと呼ばれるスイッチは、スイッチングハブである、ということになります。

BUFFALO IEEE802.3af ノン・インテリジェント Gigaスイッチ BS-GU2005P
バッファロー
■インターフェース:10BASE-T、100BASE-TX、1000BASE-T

様々なメーカー用語が飛び交っていると、なんだかややこしいですね。

中核ネットワーク機器のみが使用可能なスタック機能

中核ネットワーク機器のみが使用可能なスタック機能

インテリジェントスイッチも、グレードが上がると、スタック機能が付随するようになります。

スタック機能とは、例えば、2台以上のスイッチをSFPモジュールなどの超高速なインタフェースで繋ぎ、1台のスイッチとして見立てる技術です。

NETGEAR M4300-8X8F 10GBASE-T×8 + 10G SFP+×8 レイヤー3フルマネージスイッチ(スタッカブル)IPv4/IPv6 VRRP/RIP/OSPF/PIMルーティング【】 XSM4316S-100AJS
ネットギア
10GBASE-T×8、10G SFP+スロット×8(モジュール別売)合計16ポートを同時に使えるレイヤー3フルマネージスイッチ

スタック機能を持つスイッチ群は「1台が故障やメンテナンスしても、通信を維持する」冗長性に優れており、「2本以上のケーブルを束ねる」リンクアグリゲーションとの合わせ技により「絶対に停止しない」ネットワークを構成することができます。

更に、スイッチ間を結ぶSFPモジュールがDACケーブルではなく、光ケーブルでも、スタックの導入が可能なため、「フロアを跨いで」「棟間を跨いで」のスタック構成が可能です。

これをバーチャルシャーシスタックと呼びまして、堅牢な冗長性と通信の最適化が行えることから、病院や大学設備での導入が積極的に進められています。

LANケーブルに給電機能を持たせるPoE機能

LANケーブルに給電機能を持たせるPoE機能

数あるスイッチのバリエーションの中からPoE対応を謳うスイッチがあるかと思います。

PoE(Power Over Ethernet)とは、LANケーブルに給電機能を持たせるというものであり、これに繋がった端末は(PoE対応であれば)、別途電源を用意する必要がなくなります。

PoEは、IP電話機器や監視カメラ、無線LANのアクセスポイントなどで使用されており、いずれも「電源がない場所での活用が可能」なため、重宝されています。

PoEでは、いくつかのクラス(0~4)が存在しますが、受電機器の最大電力を見誤ると、いざ導入したPoEスイッチと受電機器の電力がマッチしない(電力が足りない)という事態になってしまいますので、受電機器が25.5Wまで対応可能なPoE+(クラス4)を推したい処です。

パナソニックLSネットワークス PN260494 6ポート PoE給電スイッチングハブ GA-ML4THPoE+
パナソニック(Panasonic)
PCレスでのPoEオートリブート機能搭載。PoE接続機器のフリーズを検知し、給電のOFF/ONを行うことで接続機器をリブート(再起動)させ、フリーズから復旧させます。

しかしながら、PoE対応のスイッチの伝送速度は最大で1Gbpsであり、LANケーブルをCat6AやCat7等の10Gbps対応のものに切り替えても、1Gbpsまでとなります。

これは単純に、PoE機能によってLANケーブルのピン(合計8本)のうち、電力供給用に4本のピンを使用してしまうからです。

1Gbpsもあれば、IP電話機器や監視カメラ等の通信は余裕ですが、無線LANへPoEスイッチを噛ませるとなると、PoE機能に引っ張られる形になります。

例えば、無線LANアクセスポイントがWi-Fi5の伝送速度であれば、速度を維持することができるかと思われますが、Wi-Fi6対応機器になると、5Gbps近い性能を発揮しますので、ボトルネックになる可能性が高くなります。

PoEスイッチは利便性が高い機能ですが、デメリットもありますので、導入前にご留意頂きたい処です。

まとめ

ネットワークスイッチを大枠でジャンル分けすると、スイッチングハブ(ノンインテリジェント、アンマネージド)、L2スイッチ(インテリジェント、マネージド)、L3スイッチ(L2機能+ルーティング機能)という形で分かれます。

また、ネットワークスイッチには様々な機能が存在し、現在のトレンドとして、複数台のスイッチを一つの仮想スイッチに仕立てる「スタック機能」、無線LAN等や監視カメラやIoT機器へ給電を行う「PoE機能」などがあります。

今後の展開として、次第にネットワークスイッチがCat6AやCat7等の10Gbpsに対応するようになってきました。

これに伴い、新たな、様々な機能が追加されていくことでしょう。

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