技術の変化に伴い、デバイスの通信性能と機能の両方を向上させるには、適切なネットワークスイッチ速度を選択することが重要です。このガイドでは、 ネットワークスイッチ速度最も基本的な機能からより複雑な側面まで、IT の専門家と愛好家の両方に役立つように説明します。さまざまな種類のスイッチ速度とそれぞれの利点、およびさまざまな状況に適用できる速度を検討します。読者は、基本的な技術の理解に関する問題と、ビジネス分野における技術導入の利点についてよりよく理解できるようになり、技術ベースのインフラストラクチャに関する運用上の混乱を回避できます。
ネットワークスイッチはどのように機能しますか?
ネットワークスイッチ は、異なるデバイスを接続するマルチポート通信デバイスです。これにより、ローカルエリアネットワークでのネットワーキングが可能になります。入ってくるデータパケットは受信され、必要な特定のデバイスに送信されます。 データ転送OSI モデルでは、データ リンク層レベル 2 で動作し、MAC アドレスを使用してルートを設定します。これに加えて、レベル 3 では、スイッチにルーティングを適用して複雑なルーティング機能を実行できます。これは、複数のデバイスとの接続を確立するのに役立ち、これにより、ネットワークの動作が強化され、輻輳がいくらか緩和されます。
ネットワークスイッチとは何ですか？
ネットワーク スイッチは今日のネットワークアーキテクチャにおけるハードウェアであるしたがって、それらは、ローカル エリア ネットワーク (LAN) を異なるセグメントに分割してトラフィックを作成または制御するために使用されます。主な目的は、ローカル エリア ネットワーク (LAN) 内のコンピューター、プリンター、サーバーなどのさまざまなデバイスを相互接続し、より統一された方法で動作できるようにすることです。ネットワーク スイッチは、OSI モデルのレイヤー 2 で動作するデバイスであり、MAC アドレスを使用してスイッチに接続されたデバイス間でパスを切り替えることで、ネットワーク経由で送信される各データへの仮想チャネルを作成することでスループットを向上させ、データ衝突の可能性を減らします。
ネットワーク スイッチは、ポート密度と速度能力に応じてさまざまな種類があり、さまざまなネットワーク要件を満たすように分類されています。そのほとんどは、小規模ネットワーク向けの 10/100、通常の企業使用向けの 1 Gbps、データ センターや大規模なエンタープライズ ネットワーク向けの最大 10/40/100 などの構成です。一部の高度なスイッチは PoE サポートも提供しており、これにはワイヤレス アクセス ポイントやカメラなどの IP ベースのデバイスへの電源供給も含まれ、電力の追加コストを削減します。
さらに、ネットワーク スイッチは、仮想ローカル エリア ネットワーク (VLAN) サポートの提供、サービス品質 (QoS) 設定を使用したトラフィック カテゴリの構成、リンク アグリゲーションの採用によるデータ レートの向上など、追加機能の実行にも使用できます。スイッチにこのような機能が組み込まれているため、IT インフラストラクチャの拡張と効率性の向上に非常に役立つアクセサリであることが証明されています。
スイッチはネットワーク内でどのように動作するのでしょうか?
ネットワーク スイッチの主な機能は、パケット交換技術を利用して、ローカル エリア ネットワーク内のパケットを処理することです。各スイッチには、データ パケットを受け入れ、着信 MAC アドレスに基づいて、スイッチ外部の適切なポートにデータを転送する機能があります。この操作では、MAC アドレス テーブルを準備するために、さまざまなスイッチ ポートに接続されている各デバイスの MAC アドレスを取得し、スイッチがルーティング情報を計算するのを支援します。これが、スイッチが、最小のデータでも目的のポイントに確実に到達し、他のポイントには到達しないようにできる理由です。これにより、非生産的な通信の過負荷やデータ衝突の側面が排除されます。さらに、QoS (Quality of Service) を使用して、優先度に基づいてトラフィックを管理およびスケジュールすることもできます。QoS を使用すると、優先度の高い通信が保証されます。ネットワーク内のトラフィックを転送および制御する能力は、スイッチがネットワーク アーキテクチャの重要なコンポーネントである理由の 1 つです。
スイッチの主要コンポーネント
他のデバイスと同様に、ネットワーク スイッチには多くの機能があり、ネットワーク システムでの動作と有効性を実現する上で役立つ重要なコンポーネントがいくつかあります。以下は、一般的なスイッチ位置調整を構成する主要なコンポーネントです。
- ポート： これらは、デバイスを接続するスイッチにつながるネットワーク インターフェイスです。通常、高速イーサネット、ギガビット イーサネット、10 ギガビット イーサネットなど、さまざまなタイプと速度があります。
- バックプレーン： これはスイッチのデータ信号用の内部チャネルであり、すべてのポートを接続し、ポート間のデータフローを非常に高速に実行できます。通常はギガビット/秒 (Gbps) で評価されます。
- スイッチングファブリック: これは、マスタポートと出力ポート間のデータ パケットの循環を可能にするスイッチ内のハードウェア、ソフトウェア、およびロジック構造です。
- MACアドレステーブル： ストレージ内に保持されるテーブル。特定の MAC アドレスを、データ パケットが送信されるスイッチ内の特定のポートに関連付けるために使用されます。
- プロセッサー（CPU）： スイッチのソフトウェアを実行するすべてのタスクを完了するメイン プロセッサには、ネットワークのサービス プロトコルの制御とデータの実行が含まれます。
- メモリ： これは、Mac の内部チップ上の RAM とは異なります。フラッシュ メモリは、システム設定、Mac テーブル、およびオーバーヘッド プロトコルの有効化を格納するためにも使用されます。
- 電源ユニット： この機器はスイッチに電気エネルギーを供給し、メインのユニットが故障した場合に電力を供給するための追加ユニットも含まれる場合があります。
- オペレーティング システム (ファームウェア): 特定のルーティング技術およびネットワーク通信プロトコルにおけるスイッチの動作を監視するスイッチ内に組み込まれたコンピュータ プログラムを指します。
これらのコンポーネントは連携して動作し、ネットワーク内の高品質なデータ転送とリソースの効率的な管理を実現し、企業ネットワークがスムーズに稼働することを保証します。
ネットワークスイッチにはどのような種類がありますか?
非管理型スイッチと管理型スイッチ
管理されていないスイッチ: 基本的なネットワーク内のデバイスを接続するための構成を必要とせず、より細かいトラフィック管理や他の場所からの管理を行う余地のない基本的なタイプのスイッチ。
マネージドスイッチ: 優れた制御オプションが提供され、ネットワーク管理者はデータ トラフィック フロー、セキュリティの実装、データの優先順位付け、診断などを確認および制御できます。これらはすべて、信頼性と保護の要件が非常に高い複雑なネットワークに特に適しています。
ギガビットイーサネットスイッチの機能
ギガビット イーサネット スイッチは、ネットワークのパフォーマンスと制御を向上させるさまざまな新機能を提供します。機能は次のとおりです。
- 高速接続: 最大 1 Gbps の 1g イーサネット スイッチ ポート データ レートに加えて、これらのスイッチはデータを効率的に変換し、ネットワーク上で発生するデータ輻輳を軽減します。
- サービス品質（QoS）： 重要な情報がスムーズに流れるようにトラフィックに優先順位を付ける手段を提供し、その結果、重要なアプリケーションのパフォーマンスが向上します。
- VLAN サポート: ネットワークの分割が可能になり、ネットワークのセキュリティが向上するだけでなく、ネットワーク リソースの管理も効率化されます。
- リンクアグリゲーション： これは、帯域幅を拡張し、接続の冗長性を構築する目的で、複数のポートを使用することです。
- 高度なセキュリティ機能: これらは、ネットワークへの不正アクセスやデータ破壊から保護するための 802.1x、ポート セキュリティ、およびアクセス制御リストです。
- リモート管理： スイッチはイーサネット スイッチの監視と制御のための SNMP と Web ベースの構成をサポートしているため、スイッチのワイヤレス管理が可能になります。
- スケーラビリティ： ネットワークのニーズが増加した場合でも成長に対応できるため、変化するビジネス環境に最適です。
これらの機能は、ギガビット イーサネット スイッチが、信頼性、速度、統合管理を必要とする現代のネットワークで動作できることを示唆しています。
ネットワークスイッチの種類を理解する
さまざまな形態のネットワーク スイッチは、機能と使用方法に基づいた主な分類に基づいて評価できます。マネージド スイッチは、ネットワーク管理者がスイッチにあるすべてのポートを微調整し、トラフィック フローを管理し、ネットワークのパフォーマンスを向上できるようにする、きめ細かな制御とカスタマイズ機能を保証します。これは、多くのネットワーク構成と問題解決を必要とする組織環境に適しています。一方、アンマネージド スイッチは、構成を行わずにデバイスをリンクするだけなので、プラグ アンド プレイ オプションを好む家庭や小規模オフィスに最適です。スマート スイッチは、完全に管理されたシステムほど複雑ではありませんが、マネージド スイッチングにある機能を提供し、監視とある程度の制御を必要とする中規模ネットワークに焦点を当てるのに役立ちますが、構成はそれほど必要ありません。これらの違いを理解することで、特定のネットワークのニーズと制約に適した理想的なスイッチ タイプを選択しやすくなります。
スイッチ速度が重要なのはなぜですか?
ネットワーク速度とパフォーマンスへの影響
スイッチング速度は、ネットワーク内のデータ転送速度、ひいてはネットワーク帯域幅と効率を決定するため、非常に重要です。高速スイッチを使用すると、レイテンシが削減され、データ処理能力が向上し、デバイス間の高速通信が可能になります。企業環境では、これは操作が容易になり、ボトルネックが削減され、スループットが向上することで、データ量の多いアプリケーションの効率が向上することを意味します。したがって、スイッチの適切な速度を選択することは、現代のデジタル インフラストラクチャの要件を満たすのに役立ちます。
現代のネットワークにおけるギガビットイーサネットの役割
ギガビット イーサネットは、1000 メガビット/秒という信頼性が高く高速な転送速度を実現しているため、主要なネットワーク標準として採用されています。これは、100 Mbps のファスト イーサネットに比べて大幅に向上しています。クロロホルム強化の速度は、ビデオ会議などのリアルタイム アプリケーションや、クラウド サービスやビッグ データ分析の使用によってもたらされる高い使用ニーズに対応するために重要になっています。ギガビット イーサネットの導入により、同時に転送できるデータ量が大幅に増加し、特にユーザー需要の高いデータ センターや企業で蔓延しているネットワーク輻輳の問題が解決されます。
ギガビット イーサネットは、速度以外にも、サービス提供とデータの安全性を確保するために必要なサービス品質 (QoS) やネットワーク セキュリティ操作など、他の有益な機能も提供します。ギガビット イーサネットを使用したシステムは、レイテンシの短縮により、ファスト イーサネットを使用したシステムと比較して、プロセスを最大 30 ～ 40 倍高速化できることが実証されています。
さらに、積極的なインターネット移行アプローチのハイパーリンクの欠点は修正されており、ネットワーク コンポーネントの戦略的投資をアップグレードすることで解決できるようになりました。AoIoT は、IoT が支配する要件を引き続き提示しており、データ ドメインが拡大するにつれて、ギガビット イーサネットは戦略強化を満たすための独特で高度なニーズに応えます。
より高速なスイッチでインターネット接続を向上
インターネット接続を改善するためのより良い解決策があります。それは、古いネットワーク スイッチをアップグレードし、ギガビットまたはマルチギガビット イーサネット スイッチなどのよりアップグレードされたスイッチに置き換えることです。これにより、より高い帯域幅、より低いレイテンシ、および一度にサポートするユーザー数の増加という点で、接続性が強化されます。新しいスイッチの使用による速度の向上により、ハードウェアの速度低下によって発生するネットワークのダウンタイムが削減されます。これらの最新のスイッチに通常備わっているもう 1 つの要素は、通常の機能に追加され、安定した運用状況を改善する VoIP 機能です。したがって、大量のデータを処理するアプリケーションと、クラウドおよびインターネット接続デバイスの使用の増加により、より高い帯域幅に対するニーズがますます高まっているため、スイッチを変更する必要があるのです。したがって、すべてのエンド ユーザーは、新しいテクノロジーとアプリケーションの出現に応じて拡張を吸収できる、強化された、より信頼性が高く、将来を見据えたネットワークを利用できます。
ネットワーク スイッチ ポートは何を提供しますか?
イーサネットポート構成の理解
イーサネット ポートのパラメータと用途は、ファスト イーサネット (100 Mbps)、ギガビット イーサネット (1 Gbps)、およびマルチギガビット (2.5、5、10 Gbps を含む) などの速度によって異なります。ほとんどのポートには自動検知機能が装備されており、ポートは接続されたデバイスを識別し、両方のシステムでサポートされている最も強力なパフォーマンスと一致させることができます。また、情報の送受信を意味する全二重通信もサポートしており、ネットワークの通信が改善されます。このような空中システムには、システムに接続されたデバイスに電力を供給する機能である Power over Ethernet (PoE) と、データ転送の効果的な制御とセキュリティのためにシステムをサブセクションに分割する必要がある場合に役立つ VLAN などの組み合わせも含まれる場合があります。
Power Over Ethernet (PoE) の利点
Power Over Ethernet (PoE) テクノロジーは、ネットワーク展開の柔軟性と効率性を大幅に向上させるのに役立つ、次のようないくつかの主な利点を提供します。
- インストールの複雑さの軽減: PoE は、データ接続と電力の両方をイーサネット ケーブル内で組み合わせるため、各電気コンポーネントの横に個別の電源ソケットを設置する必要がなくなります。これにより、設置の手間とケーブルの数が少なくなり、作業と資材のコスト削減につながります。
- デバイスの簡単な位置特定: PoE の利点は、常に電源コンセントの近くにいる必要がないことです。この場合、IP カメラ、ワイヤレス アクセス ポイント、VoIP 電話などのデバイスを、使用と効率が最適化される場所に配置できます。この柔軟性により、電源ソケットの有無に関係なく、最も適切な位置に設置できます。
- 拡大する運用環境の潜在的な脅威の軽減: PoE を使用すると、現在のインフラストラクチャに大きな変更を加えることなく新しいデバイスを接続できるため、ネットワーク インストールの構築時に新しいデバイスを追加する負担が軽減されます。機器を迅速に再配置することで、組織の変化する要件にもプラスの効果があります。
- 電力分散を容易に制御する能力： PoE を使用すると、ネットワーク デバイスの電源管理を物理的に、つまりネットワーク デバイスから行うことができます。電源管理が強化されるなどの利点があり、ダウンタイム中やリモートでのデバイスのリセットが可能になり、簡単になります。
- この場合、「無停電電源装置「PoE」は、Power over Ethernet に関連しています。Vale を無停電電源装置に接続すると、PoE は電気がなくてもデバイスに電力を供給できるため、重要なサービスを実行できます。これは、監視カメラや通信機器などの高可用性システムに不可欠です。
- ネットワークパフォーマンスの向上: PoE により、必要な電源コードとソケットの数が減るため、配線が乱雑にならず、ネットワーク スペースがより魅力的になります。このようなわずかな効率の向上により、ネットワークのパフォーマンスとメンテナンスも効率化されます。
これらの利点は、設計が改善され、コストが削減され、効率が高くなるため、パッシブ PoE が今日のアーキテクチャや推奨されるシステムで広く採用されている理由を説明しています。
スイッチのポート数の重要性
特に、ネットワークのアーキテクチャを作成および拡張する場合、ネットワーク スイッチで使用できるポートの数は不可欠です。ポート数が多いスイッチは、コンピューター、プリンター、サーバーなどの端末を含む、より多くのデバイスをネットワークに直接接続します。これは、継続的な成長が見込まれる企業やネットワークにとって、拡張が容易でコスト効率が高いため、特に重要です。さらに、ポートを追加すると、ネットワークに冗長性と負荷分散が提供され、ネットワークのパフォーマンスが向上します。スイッチのポート数が最適であることが重要です。そうすることで、ネットワークの現在のニーズが満たされ、成長と技術開発の面でのさらなる開発が容易になります。
最適なネットワーク スイッチを選択するにはどうすればよいでしょうか?
ネットワークの要件とニーズの評価
- デバイス接続性評価: スイッチのポート要件の最小数に到達するために、運用ネットワーク アクセスを必要とするデバイスの数を見積もります。
- ネットワーク トラフィックの考慮事項: 将来のニーズに対応できるスイッチを配置するために、現在のデータ使用量と将来のデータ使用量を調査します。
- 電力要件を決定する: IP カメラや VoIP 電話などの一部のデバイスに Power over Ethernet (PoE) が必要かどうかを調べて、スイッチの選択に影響を及ぼします。
- 成長の直接的な条件: 現状よりもさらに長期間スイッチを使用できるように、将来のネットワークのさらなる発展を予測します。
- 求める冗長性を指定してください: 高可用性を確保するためにネットワークの冗長性が必要かどうかを考慮し、それに応じてスイッチを選択します。
- 予算： 特に、スイッチはネットワークのパフォーマンスに関する最小要件を満たす必要があることを考慮して、予算上の制約を考慮してください。
マネージドネットワークスイッチとアンマネージドネットワークスイッチの比較
ネットワーク スイッチには、マネージド スイッチとアンマネージド スイッチがあります。マネージド ネットワーク スイッチは、アンマネージド スイッチよりも制御性とカスタマイズ性に優れています。マネージド スイッチには、複雑なネットワーク トポロジに必要な仮想ローカル エリア ネットワーク、品質レベル設定、その他の管理などのネットワーク ピボット機能が搭載されている傾向があります。マネージド スイッチは、ユーザーがインターネット経由でネットワークを構成できるようにすることで、ネットワークの展開と管理を強化します。一方、アンマネージド スイッチは、比較的高度なデバイスではなく、あまり複雑でないネットワークでは、デバイス設定なしでプラグ アンド プレイ接続を提供します。マネージド スイッチは高度な機能を備えているため、追加コストが発生する可能性が高くなりますが、特に発展途上の組織では、成長と制御の余地が常にあります。一方、アンマン スイッチは、静的で高度な管理を必要としないネットワークにコスト効率の高いソリューションを提供します。
特定の設定ではどのスイッチが使用されますか?
エンタープライズ ネットワークでは、マネージド スイッチは通常、さまざまな戦略を採用しています。企業は、VLAN、QoS、セキュリティなどの最新の機能を備えた高度な機器を選択するからです。そのため、ネットワークの広範な管理と拡張が避けられない場合に適しています。これらのスイッチは通常、データ センター、企業ネットワーク、および信頼性とパフォーマンスが重要なその他の環境に導入されます。一方、アンマネージド スイッチの実装は、使いやすさと低価格が主な懸念事項である小規模または家庭用ネットワークでよく使用されます。複雑な調整を必要としないシンプルな接続ポイントに特に役立ちます。したがって、このようなデバイスは、複雑なコントロールがないため、一般的に小規模オフィスや家庭で基本的な機能に使用されます。上記に加えて、管理とコスト効率が必要なシステムでは、ほとんどの場合、マネージドと一般的な (汎用) の中間のバリアントとして採用されているスマート スイッチを使用できます。
参照ソース
よくある質問（FAQ）
Q: 最も重要なネットワーク スイッチの機能は何ですか?
A: この評価では、ギガビット スイッチ、PoE 機能、スタッカブル、ネットワーク最適化のための高度な機能など、スイッチ ポートの数もサポートされます。
Q: ギガビット スイッチはホーム ネットワークにどのような利点をもたらしますか?
A: ギガビット スイッチを使用すると、データ転送速度が最大 1 ギガバイト/秒に達するため、ホーム ネットワークを最大限に活用でき、接続されたさまざまなデバイスを使用してシームレスなファイル共有、ゲーム、ストリーミングが可能になります。
Q: アンマネージド スイッチとマネージド スイッチの違いは何ですか?
A: アンマネージド スイッチは、セットアップが不要なプラグ アンド プレイ インターフェイスを備えたシンプルなデバイスであるため、基本的なシステムに適しています。一方、マネージド スイッチでは、ネットワーク管理者が VLAN や QoS などの機能を制御および管理できるため、効率が向上します。
Q: スイッチはオフィス ネットワークのパフォーマンスを向上させることができますか?
A: はい、ギガビット スイッチや PoE スイッチなどの適切なタイプのスイッチを使用すると、データ フローが改善され、ボトルネックが軽減され、相互接続されたすべてのデバイスに十分な帯域幅が利用できるようになります。
Q: さまざまなタイプのネットワーク スイッチの利点は何ですか?
A: さまざまな目的に使用できるさまざまなタイプのネットワーク スイッチがあります。たとえば、管理されていないスイッチは、基本的な接続を容易にするシンプルな構成になっていますが、管理されたスイッチは、ユーザーにゲストの管理オプションをより多く提供します。スタッカブル スイッチは拡張方法を提供し、PoE スイッチはネットワーク データとともに電気を電子デバイスに伝導できます。
Q: ファスト イーサネット スイッチとギガビット スイッチの違いは何ですか?
A: ファスト イーサネット スイッチは最大 100 Mbps の速度で動作し、これは基本的な接続目的には十分な速度です。ただし、ギガビット スイッチは約 1 Gbps をサポートできるため、高度なネットワーク仕様を必要とするアプリケーションに効率的な高速データ転送に役立ちます。
Q: スイッチはネットワーク カテゴリにどのように接続しますか? その役割は何ですか?
A: 通信デバイスであるスイッチは、イーサネット ケーブルを使用してローカル エリア ネットワークに接続されます。いずれにしても、スイッチは複数のデバイスをグループ化し、複数のデバイスからパケットを受信してターゲット デバイスまたは目的の場所に渡すため、ローカル エリア ネットワーク (LAN) での情報交換を容易にします。
Q: ネットワーク機器のギガビット ポートについてはどうですか? 何か意味がありますか?
A: ネットワーク化されたメディア機器にはギガビット ポートが組み込まれています。これは、現代のアプリケーションが過剰なデータ トラフィックを引き起こし、これらの帯域幅を中断することなく転送する必要があるため、有線ネットワークの作業環境を促進するために不可欠です。
Q: ローカル エリア ネットワークを構築する際、電源供給機器は外部または内部のどの側面から操作する必要がありますか?
A: 屋外または屋内で作業する場合は、世界中の接続の総数、またはビジネス分野で VoIP 電話が 30% 以上を占めるヨーロッパ大陸だけを想像すると、PoE またはスイッチのいずれかの材料を使用した電源供給機器が必要になります。