イーサネット技術：コリジョンドメインとブロードキャストドメイン

コリジョンドメインとブロードキャストドメイン：データリンク層で動作する機器は・・・

　以前、物理層で動作する機器には“ハブ”がありますというお話をしました。
　これと同様に、データリンク層で動作する機器として

　　“スイッチ”や“ブリッジ”

　があります。

　スイッチには以下のような機能があります。知らない単語が多数出てきます
　が、気にせずとりあえず読んでみてください。

　スイッチは各「セグメント」に固有の「コリジョンドメイン」を持っており、
　自分の「セグメント」内に存在するコンピュータのMACアドレスを記録し、
　記録している「セグメント」に対してのみ転送します。

　このように「スイッチ」や「ブリッジ」は「コリジョンドメイン」を分割す
　ることが可能ですが「ブロードキャストドメイン」を分割することは出来ず、
　すべての「セグメント」に対して転送されます。

　ここで始めての単語がいくつか登場してきましたね。
　非常に重要な単語ですので今回は、まずこの単語について説明していきます。

コリジョンドメインとブロードキャストドメイン：セグメント

　ここでいっている“セグメント”とは１台のハブとそのハブに接続されるコ
　ンピュータによって構成されるネットワークの単位を“セグメント(segment)”
　と呼んでいます。
　つまり後述する“コリジョンドメイン”＝“セグメント”の意味です。

コリジョンドメイン

　イーサネットのネットワーク（CSMA/CD方式のネットワーク）において、
　衝突信号が伝わる範囲を“コリジョンドメイン”と呼びます。

　通常イーサネットで複数のノードが同時に送信を行うとパケット同士が衝突
　する可能性があります。

　そのため各ノードはお互いに送信中かどうかを意識しながら通信を行ってい
　ます。この意識しながら通信を行っている範囲を衝突信号が伝わる範囲、す
　なわち“コリジョンドメイン”と呼びます。

　ちなみにスイッチはコリジョンドメインを分割しますので、スイッチのポー
　トごとに別のコリジョンドメインになります。

　ネットワーク内で出来るだけコリジョンドメインを分割すること、つまりリ
　ピータやハブではなくスイッチを導入することでネットワークの伝送効率を
　向上させることが出来ます

ブロードキャストドメイン

　イーサネットのネットワークにおいて、ブロードキャストパケットが伝わる
　範囲を“ブロードキャストドメイン”と呼びます。
　　

　リピータやハブ、スイッチなどはブロードキャストパケットを伝達するため
　これらで構成されたネットワークは単一の“ブロードキャストドメイン”と
　なります。

　ルータはブロードキャストを伝達しないため、“ブロードキャストドメイン”
　の間にルータを接続することにより、別々の“ブロードキャストドメイン”
　を構築することが出来ます。

　以上の説明を図で表すとこんな感じです。

　スイッチやブリッジは、ハブのように届いたデータを何も考えず全てのポー
　トに投げるのではなく、宛先がいるポートだけにデータを投げるわけです。

※CSMA/CD方式とは・・・
　　　 CSMA/CDとはCarrier Sense Multiple Access with Collision Detection
　　　の略で簡単に言うと「キャリアを検知して見つからなければ送信を開始
　　　し、尚かつ送信中に衝突が無いかを監視する」というルールです。
　　　
　　　イーサネットの世界は一本の物理的な伝送路を複数のノードで共有しな
　　　ければならないので、データを流すノードは常に１台のみに制御するし
　　　くみです。

　　　動作は以下の通りです。
　　　　・ノードは自信が通信を開始する前に伝送路に他のノードが通信（物
　　　　　理的には一定長の電気信号のこと）を行っていないかを確認します。

　　　　・伝送路に通信が流れていなければデータを送信します。

　　　　・もし他のノードの通信があった場合は通信が終わるのを待ってから
　　　　　ランダムな待機時間後に送信を行います。

　　　　・もちろん物理的に伝送路はネットワーク全体で考えると距離があり
　　　　　ますのでタイミングによっては複数のノードが同時に通信を行って
　　　　　しまう場合もあります。
　　　　　その場合、伝送路内で通信（電気信号）の衝突（コリジョン）が発
　　　　　生し、そのデータは破壊されてしまいます。
　　　　　コリジョンが発生するとケーブル内の電圧が上がりケーブルにそっ
　　　　　て電気信号が戻ってきます（これをジャム信号と呼ぶ）。

　　　　・各ノードがそのジャム信号を検知したらデータを送信するのをやめ、
　　　　　伝送路が空くのを待ってからランダムな待機時間後に再度送信しま
　　　　　す。

　CSMA/CD方式についての詳しい説明は下記URLに掲載していますので興味のあ
　る方は覗いてみてください。
　 ○https://www.itbook.info/study/p26.html

以上、コリジョンドメインとブロードキャストドメインｔ解説でした。