枝分かれケーブルと原理帝に同じであるリピータハブを拡張し、伝送されるデータの中身を見て、転送先を変える(スイッチング)処理を行う中継装置である。Ethernetの規格に従い、伝送さえるフレームの宛先を調べ、その宛先が繋がっているポートにのみフレームを送信する。ハードウェアによる高速なフレームの転送を実現する中継機器。OSI参照モデルの階層のうち、どの階層のパケットを処理するかによってレイヤ2スイッチ・レイヤ3スイッチ・レイヤ4スイッチ*1などがある。スイッチは様々な機能をハードウェアで実装した中継装置である。†エッジスイッチを束ねるレイヤ3スイッチ。VLANで分割されたサブネット間でルーティングを行う。高信頼性やセキュリティ機能の進化が著しい。企業ネットワークの心臓部にあたる基幹スイッチ。ポート数と信頼性が必要。シャーシ型が採用されることが多い。†ユーザーの端末に最も近いレイヤ2のスイッチングハブ。管理機能やQoSなどが一般的になり、IP電話を収容するPoE対応製品も増えている。†サーバーやストレージを繋ぐためのレイヤ2スイッチ。非常に高いパフォーマンスと信頼性が必要になる。†レイヤ2(L2)スイッチは、スイッチングハブのことである。スイッチと呼ぶときは、このレイヤ2スイッチを指すことが多い。レイヤ2スイッチはMACアドレスを基準にフレームを中継する。†レイヤ3(L3)スイッチは、IPを基準にフレームを中継する。L3スイッチを使えば、スイッチとルーターを別々の機器として用意する必要がなく、安価にネットワークシステムが構築できるため、LAN間接続のためのネットワークハードウェアとして、レイヤ3スイッチを導入するケースが増えている。レイヤ3スイッチは、IPルーティングの機能も実装しているため、パケットの送出先を決定する場合にMACアドレス以外にもルーティングテーブルを参照したうえで処理を行う。レイヤ2スイッチとレイヤ3スイッチの動作の明確な区分をするとしたら、レイヤ3スイッチはレイヤ2スイッチが実現するスイッチング処理に加えて、フォワーディング処理も実現すると表現できる。フレームの送信先MACアドレスがレイヤ3スイッチ自身のMACアドレスでないときに、レイヤ2スイッチとしての処理を行ってMACフレームの処理は終了する。フレームの送信先MACアドレスがレイヤ3スイッチ自身のMACアドレスの場合には、IPパケットに対する処理としてルーティングテーブルを参照し、パケットの出力先ポートをフレーム(パケット)の送信元とは異なるセグメントに送出する処理を行う。フレームの送信元から見れば、レイヤ3スイッチはデフォルトゲートウェイの処理と同じように考えることができる。レイヤ3スイッチはこれまでルーターがソフトウェアによって処理していたフォワーディング機能を、ハードウェアによって実現している。加えて、中継処理にパケットロスが発生しない利点がある。レイヤ3スイッチでは、CPUの処理によってアクセス制御機能を実現することも可能である。†レイヤ4スイッチは、TCP/UDPに固有のポート番号に応じたスイッチング処理を行うことができる。この処理によって次の機能が実現できる。受信したフレームの送信先ポートを決定するために、フレームをバッファに格納するという機能を持つ。MACアドレスをもとにフィルタリングするという点においては、ブリッジとレイヤ2スイッチは同じであるが、レイヤ2スイッチは次の点において異なる。ハードウェアでスイッチングするために、ブリッジなどに比べると高速に動作する。異なる帯域幅のLAN同士を接続できる。それぞれのネットワークセグメントに対して、帯域幅を確保しているので衝突が発生しない。†LANスイッチは転送方式によって次のように分類できる。†オンボードのバッファにフレーム全体をコピーして、CRCを計算する方式。CRCをチェックして問題がなければ、LANスイッチは転送テーブルあるいはスイッチングテーブルの中から宛先MACアドレスを探して、出力用インタフェースを決定して、宛先にフレームを転送する。宛先MACアドレス(プリアンブルに続く6バイト)のみをオンボードバッファにコピーする方式。†カットスルーの修正方式。LANスイッチは、衝突ウィンドウ(64バイト)を受信するまで転送を開始しない。この方式では、実際の待ち時間を増やすことなく、(カットスルーよりも)適切なエラーチェックをする。†スイッチが1秒間に処理できるデータ量。スイッチにおける論理上の最高性能と考えられる。単位は「Gbps」(ギガビット/秒)、「Tbps」(ギガビット/秒)。†スイッチが1秒間に処理できるパケット数。最大スイッチング容量は理想的な状態でのデータの総量に注目した数字だが、最大パケット処理性能はそれをパケット単位で考えるものである。レイヤ2スイッチの1つのポートに、別のレイヤ2スイッチを接続してポート数を増やす方法である。ネットワークは階段状の滝(カスケード)のような構成になる。信号の減衰や遅延を考慮する必要がある。複数のスイッチを積み重ねる(スタック)ことによってポート数を増やす方法。この方法を採用するには、スイッチ自体がスタックン対応している必要がある。スタックした複数のスイッチは全体で1つのスイッチとして動作する。そのため、カスケード接続よりも接続する段数を増やすことができる。実はレイヤ5スイッチからレイヤ7スイッチまである。シャノン(4415d)。