10 BASE-Tでは、マンチェスター符号化方式が使用されていて、100 BASE-TXでは、MLT-3（Multi Level Transmission-3）と呼ばれる符号化方式が使用されています。
マンチェスター符号化方式は、かつて10 BASE-5でも使用されていました。
ちなみに、ＥｔｈｅｒｎｅｔⅡやＩＥＥＥ８０２.３では、マンチェスター符号化方式を採用しています。
つまり、１０Ｍｂｐｓの伝送速度の規格では、マンチェスター符号化方式が使用されます。
マンチェスター符号化方式は、シリアル信号を伝送する際の信号符号化方式です。
例えば、送信データが以下のような８ビットだったとします。
１０１０１０１１
この方式では、上記の先頭のビットのように、１を伝送する時は、電圧レベルをＬ（低）からＨ（高）にし、後続の０を伝送する時は、電圧レベルをＨ（高）からＬ（低）にして出力します。
このような電圧の状態変化を符号化する際、１を01、０を10というように符号化します。
つまり、１ビット長の２値の信号を２ビット長の２値の信号に置き換えているわけです。
このようなビット列からクロック信号を再生できるようになっています。
クロック信号は、同期を取るための周期的なパルス信号を言います。
同期を取るとは、タイミングを合わせることを言います。
クロック信号は、クロックとか、クロックパルスとも言います。
パルスという言葉には、英語の辞書では「鼓動」、「脈打つこと」、「波動」、「振動」という意味があります。
従って、心臓の鼓動もパルスです。
電気関連の用語としてわかりやすく簡単に言ってしまうと、パルスとは、非常に短い時間に流れた後、ちょっとの間お休みとなる電流のことを言います。
しかし、このようにたった１回とは限らず、瞬間的に電流が流れて、その後ちょっと休みがある周期を繰り返す場合もあります。
まさに、脈打つ感じですよね。
１と０（オンとオフ）のデジタル信号が以下の図のようになれば、パルス信号になります。
一番上の図では、パルス信号は、１と０（オンとオフ）が１回だけですが、その下の図では周期的に繰り返されています。
例えば、10101010とか100010001000などのように繰り返されてもパルス信号です。
０（オフ）が少々長くなってもパルス信号です。
ただし、１が連続したまま（オンのまま）のデジタル信号はパルス信号ではありません。
上の図の矢印の間をパルス間隔と言います。
パルスについてはおわかり頂けたでしょうか。
さて、少し横道にそれたので、クロック信号の説明に戻ります。
コンピュータなどのデジタル機器を動作させるために、クロックが必要です。
デジタル機器には、クロックを発振するために水晶振動子を使用した回路があります。
次は、100 BASE-TXの信号符号化方式です。
100 BASE-TXでは、MLT-3（Multi Level Transmission-3）と呼ばれる信号符号化方式が採用されています。
前述のマンチェスター符号化方式では、高と低の単なる２値の電圧レベルしか使用していませんでしたが、MLT-3は、高・中・低の３段階の電圧レベルを使用します。
これで３値の状態で符号化できます。
例えば、１で電圧レベルが１つ上がり、続いてまた１なら、さらに電圧レベルが１つ上がり、また１なら電圧レベルが１つ下がり、今度は０なら電圧レベルは変化しません。
１が続くと電圧レベルが上ったり下ったりし、０で一休みとなります。
２段階上ると、下り始めます。
２段階下ると、また上り始めます。
間に一休みすることもありますが、３回以上連続して休む（０になる）ことはありません。
このような感じで状態変化します。
上記のように１ばかりとは限らず、０が続くこともあります。
０が多く続くと、同期が取れなくなるという問題が発生します。そこで、これを避けるために、少なくとも二つは１を入れるようにします。
これによって、０の連続は最大２つまでとなります。
このようなデータ符号の変換を4B/5B変換と言います。
つまり、１が増える分４ビットを５ビットで表現することになります。
このようなビット列にして送信することになります。
100 BASE-TXでは、データ符号化方式に4B/5Bを採用しています。
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リピータハブの仕組みはどうなっているのでしょうか。
リピータハブは、電気信号が入ってくる方向から順に説明すると、RJ-45コネクタ、ＬＡＮ用パルス・トランス、ＭＡＵ（Media Access Unit）、リピータ・コントローラというＩＣから構成されています。
電気信号は、ケーブルを伝ってRJ-45コネクタから入ってきます。
パルス・トランスで、リピータハブの中にノイズが混入するのを防いでいます。
ＭＡＵ（Media Access Unit）は、10 BASE-T用のトランシーバのことです。
10 BASE-5用とは異なり、独立した機械ではありません。
ＭＡＵは、デジタル信号とアナログ信号の相互変換、コリジョン（電気信号の衝突）の検出を行います。
リピータ・コントローラは、受信したポート以外のすべてのポートに電気信号を流します。
また、リピータ・コントローラは、ＭＡＵからコリジョンの通知を受信することができ、受信すると、すべてのポートにジャムと呼ばれる信号を送信します。
このジャム信号は、１で始まり、その後インターリーブに並んでいます。
ジャム信号が送信されると、ＭＡＣフレームを送信中だった端末がコリジョンの発生を知り、ＭＡＣフレームを再送します。
ところで、リピータハブを使用したことがある方なら御存知だと思いますが、10 BASE-T以外に10 BASE-2のセグメントを中継するＢＮＣ型コネクタや、10 BASE-5のセグメントを中継するＡＵＩポートが付いている機種もあり、この場合、スター型以外に、バス型のような異なるトポロジーのＬＡＮを中継することもできます。
10 BASE-2を中継できる機種なら、Ｔ型コネクタを付けられるようになっていて、10 BASE-5を中継できる機種なら、ＡＵＩポートが付いているので、ＡＵＩケーブルを繋げます。
ちなみに、セグメントとは、１本のケーブルで接続可能なＬＡＮの構成単位を表します。
スター型とかバス型などのネットワークの形態をトポロジーと言います。
10 BASE-2や10 BASE-5は、バス型になり、10 BASE-Tは、スター型になります。
ハブは、このスター型のトポロジーで使用される装置です。
スター型のトポロジーなので、星の光のようにあらゆる方向に広がって信号が放射されます。
ちょうど自転車の車軸のようです。
ハブとは、この自転車の車輪の中心を言うらしいです。
これがハブの語源のようで、何となく想像がつきます。
次に、リピータハブにはどんな機能があるのでしょうか。
リピータハブは、マルチポートリピータの一種なので、リピータとしての機能があり、それはＩＥＥＥ８０２.３で定められています。
主な機能として、「受信ポート以外のすべてのポートに電気信号を流すこと」、「劣化した電気信号の復元」、「コリジョンの検出とジャムと呼ばれる特殊な信号を送信すること」、「プリアンブルの再生」、「ジャバー・ロックアップ保護機能」、「フラグメントフレーム拡張機能」、「パーティション機能」、「リンクテストを行う機能」、「ケーブルの誤配線による極性反転に対応する機能」などがあります。
もう少し詳しく説明します。
スイッチングハブの仕組みはどうなっているのでしょうか。
スイッチングハブは、電気信号が入ってくる方向から順に説明すると、RJ-45コネクタ、ＬＡＮ用パルス・トランス、ＰＨＹ、ＭＡＣ（Media Access Control）、スイッチ・コントローラというＩＣから構成されています。
この項目では、100 BASE-TXを前提にスイッチングハブの仕組みについて説明します。
電気信号は、ケーブルを伝ってRJ-45コネクタから入ってきます。
パルス・トランスで、スイッチングハブの中にノイズが混入するのを防いでいます。
その後、電気信号はＰＨＹと呼ばれるチップへと行きます。
ＰＨＹは、パルス・トランスとＭＡＣの間に入って信号のやり取りをします。
ＭＡＣは、Media Access Controlの略で、メディアアクセス制御のことを言います。
100 BASE-TXでは、MLT-3（Multi Level Transmission-3）と呼ばれる信号符号化方式が採用されています。
ＰＨＹは、この信号符号化方式に基づいて信号のやりとりをします。
MLT-3に関しては、このページの一番冒頭の項目（10 BASE-Tと100 BASE-TXの信号符号化方式）で既に説明しました。
ＰＨＹは、クロック信号を生成してＭＡＣへ送る役割もします。
ＭＡＣは、ＣＳＭＡ／ＣＤと呼ばれるアクセス制御方式の中核を成す部分です。
ＰＨＹとこのＭＡＣとの間の境界に、ＭＩＩ（Media Independent Interface）があり、これを通してデータのやりとりが行われます。
ＭＡＣでは、受信時にエラーの検出が行われます。
受信したＭＡＣフレームは、ＭＡＣからスイッチ・コントローラへ送られます。
スイッチ・コントローラでは、ＭＡＣフレームの宛先アドレスを調べて、スイッチングハブの中にあるＭＡＣアドレステーブルに宛先アドレスが存在するかどうかを確認し、転送先のポートを決定します。
この時、送信元のアドレスも調べて、ＭＡＣアドレステーブルにそのアドレスが登録されているかどうかを確認します。
ＭＡＣアドレステーブルは、ＭＡＣアドレスと対応するポートを登録してあるテーブルです。
これがスイッチングハブの中にあります。
送信元のアドレスがもしＭＡＣアドレステーブルに登録されていなければ、そのアドレスをＭＡＣアドレステーブルに登録し、ついでに対応するポートやエージング情報も登録します。
エージング情報とは、ＭＡＣアドレステーブルにあるＭＡＣアドレスごとの状態を表す情報のことです。
この情報は、そのＭＡＣアドレスが有効かどうかなどを示す複数のフラグビットから成っています。
スイッチ・コントローラは、このような役割をする以外に受信したＭＡＣフレームをパケットバッファに格納する役目もあります。
一時的にＭＡＣフレームを蓄えるこのバッファは、内部がキュー（queue）の構造をしています。
最初に入ったデータが最初に出てくるというデータ構造をキューと言います。
また、キューのようなデータの入出力方式をＦＩＦＯ（First In First Out）と言います。
ちなみに、スタックと呼ばれるデータ構造がありますが、お皿を入れるスタックと同じように、スタックはデータを順番に積み上げていく構造です。
先に入れたお皿は最後にしか出せませんし、最後に入れたお皿は最初に出せます。
どんどん上にお皿を積み上げていくわけですから、当然こういうことになります。
パケットバッファの場合は、キューの構造をしているので、受信した順番に転送していくことができます。
ここまでの説明で内蔵パーツごとの機能について解説してきました。
ここまでの説明でスイッチングハブの仕組みはお分かり頂けましたでしょうか。
次にやや高価なスイッチングハブにしかない機能について簡単に説明します。
その一つは、ポートミラーリングです。
特定のポートで送信または受信したＭＡＣフレームを他のポートにコピー（ミラーリング）することができるスイッチがあります。
このような機能のことをポートミラーリングと言います。
通常、スイッチでは通信中の他のポートを流れるＭＡＣフレームの内容を把握することはできないので、プロトコルアナライザーのようなソフトウェアを使用する場合不自由です。
このようなソフトウェアを使用する場合、便利なのがミラーリングポートの存在です。
ポートミラーリング機能があるスイッチは高価で、インテリジェントハブやインテリジェントスイッチにある場合が多いです。
また、ＳＴＰやＶＬＡＮに対応している機種もあります。
これらに関しては、以下のページで御覧下さい。
スパニング・ツリー・プロトコル（ＳＴＰ）
ＶＬＡＮ
また、スイッチングハブには、主に二種類の転送方式がありまして、これに関しては以下の項目をクリックすると御覧になれます。
スイッチの転送方式について
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上のタイトルには、いろいろな通信機器を並べましたが、説明上１つ１つ述べるとかえってわかりずらくなるので、まとめて解説することにしました。
リピータ、ブリッジ、リピータハブ、スイッチングハブ、スイッチの何れも、ＬＡＮの中継装置です。
リピータハブは、ダムハブとかシェアードハブとも呼ばれています。
ちなみに、リピータハブは、ダムハブと呼ばれる場合もあるのですが、正確にはダムハブはノンインテリジェントハブのことを指します。
ノンインテリジェントハブやインテリジェントハブに関しては、このページの一番最後で説明します。
ところで、ＣＳＭＡ／ＣＤとは？という項目で解説したように、ＬＡＮのハードウェアのことをイーサーネットと呼びます。
イーサーネットでは、同軸ケーブルを使ったバス型ネットワークでもＵＴＰケーブルを使ったスター型ネットワークでもケーブルの長さに限りがあります。
この問題を克服するため、同軸ケーブルを使ったバス型ネットワークが主流だった時代にリピータという装置ができました。
以下のように接続します。
上の図でセグメントという用語がありますが、初めて聞いた人は、セグメントをクリックして御覧下さい。
上の図では、１階と２階をリピータで繋いでいます。
リピータハブのような中継装置で繋ぐ複数の物理的なネットワークをセグメントと呼びます。
バス型ネットワークでも10 BASE 5という名称では、イエローケーブルと呼ばれる太い同軸ケーブルが使われていました。
図では２つのセグメントが存在します。
この一つ一つを一本ずつの同軸ケーブルとして見ることができます。
２階にセグメント２があり、ここに何台もコンピュータを繋ぎます。
２階に一本同軸ケーブルがあれば良いというわけです。
下へ行って１階にはセグメント１があり、ここにも何台もコンピュータを繋ぎます。
１階にも一本同軸ケーブルがあります。
リピータハブという装置は今ではほとんど見かけなくなりました。
古いリピータハブでは、図のように２ポートしかないので、２つのセグメントしか接続できません。
その後、マルチポートリピータというポートがたくさんあるリピータハブが登場しました。
これで、ポートの数だけ同軸ケーブルを繋いで１台のリピータハブだけで多くのセグメントを作り、たくさんのコンピュータをケーブル長の制約を超えて繋ぐことができるようになります。
10 BASE 5の終わりの５は５００ｍの最大ケーブル長を示し、頭の１０は１０Ｍｂｐｓの通信速度を表わします。
これ以上遠いところにあるコンピュータは、リピータハブを使って繋ぐことになります。
やがて、イエローケーブルを使っていた時代は去り、バス型ネットワークからスター型ネットワークに移って行きました。
こういうネットワークの接続形態をトポロジと言います。
他にリング型という形態もあります。
こうして、マルチポートリピータもＵＴＰケーブルを複数ポートに繋ぐリピータハブへと替わって行きました。
リピータハブもマルチポートリピータなのです。
リピータハブやリピータハブは、半二重通信という方式で通信します。
半二重通信とは、送信側と受信側が交互に通信を行う通信方式です。
つまり、相手が送ってから自分が送るという感じの通信しかできません。
対立する言葉に全二重通信がありますが、これはブリッジやスイッチングハブの解説で一緒に行います。
もう既にＬＡＮを導入されているのなら、小さなハブでも４～８ポートくらいはあるのはお分かり頂けると思います。
今、ハブと言いましたが、リピータハブを単にハブと言って、スイッチングハブと区別する場合もあります。
ここでスイッチングハブが登場したので、ブリッジとスイッチングハブの解説をしたいと思います。
リピータハブに関しては、また後でスイッチングハブと合わせて解説することにします。
ブリッジもリピータハブも、上の図のようにセグメント同士を接続する中継装置であることには変わりありません。
しかし、リピータハブに比べるとブリッジはもう少し機能が高い装置で、リピータハブよりもう少しネットワーク階層が高く、もうちょっと効率的な通信ができます。
もう少しわかりやすく言うと、リピータハブが電気信号だけをもう一方のネットワークに流しているだけなのに対して、ブリッジでは宛先としてのＭＡＣアドレスという１６進数が６桁の番号を使用して特定の装置にデータを送ることができる中継装置です。
ＭＡＣアドレスのＭＡＣとは、Media Access Controlの略です。
ブリッジは、データリンク層で中継し、リピータハブは物理層で中継します。
もっと厳密に言うと、ブリッジは、データリンク層でもＭＡＣ副層で中継します。
そのため、ブリッジは、ＭＡＣアドレスを見てネットワークを流れるＭＡＣフレームを中継するか否かを判断します。
リピータハブもリピータハブも物理層で中継します。
ブリッジと同様、スイッチングハブは、データリンク層で中継します。
ブリッジは、バッファと言うメモリーを使用します。
この点では、ブリッジもスイッチングハブも同様です。
ここにアドレステーブルがあり、ＭＡＣアドレスを記憶しておきます。
このテーブルは、ＭＡＣアドレスとポートの対応表になっています。
初期のブリッジは、リピータハブ同様２つのポートしかありませんでしたが、やがてリピータハブと同様にマルチポートのブリッジが登場しました。
現在では、バス型ネットワークからスター型ネットワークに替わり、スイッチングハブを使うようになりました。
初期のブリッジでは、同時に１つのＭＡＣフレーム転送しかできませんでした。
つまり、送信元と宛先のＭＡＣアドレスと続くデータの塊を相手のコンピュータに送信するのは１回だけで、それが終わるのを待たなければ他のコンピュータから次の転送ができないということになります。
仮に４つ以上のポートがあったとしても、２つのポートが受信と送信を行っている間、他のポートは通信ができない状態になるということです。
この不便なブリッジという中継装置に革命をもたらしたのが、米国のカルパナというメーカーが複数のポートを持つブリッジを複数同時に動作させることができる製品（イーサスイッチ[EPS-700]）を発表しました。
１９９０年でした。
その後、送信側と受信側が双方向に同時に通信ができる通信方式（全二重通信）ができるように改善し商品化に成功しました。
このメーカーをあの有名なシスコシステムズという米国の大手通信機器メーカーがその後買収しました。
これで、基本動作はあくまでもブリッジであるスイッチという中継装置が誕生しました。
ここで、ブリッジとスイッチングハブの違いについて説明をする必要があります。
スイッチングハブは、別な言い方をするとレイヤ２スイッチと言います。
つまり、スイッチの一種なのです。
実際に、スイッチという言葉は広義に使われます。
レイヤ３スイッチやレイヤ４スイッチやインテリジェントスイッチという言葉もありますので、意味が幅広いです。
スイッチに関しては、今回は詳しくは御説明しません。
また今度ルーターと一緒に解説したいと思います。
ちなみに、ルーターはレイヤ２スイッチよりさらにネットワーク階層が上がって、レイヤ３というネットワーク層で中継します。
話が少しそれたので、ブリッジとスイッチングハブの違いについての説明に戻ります。
スイッチングハブは、ブリッジと仕組みが似ていることはもうお分かり頂けたと思います。
スイッチングハブとブリッジで共通している点は、電気信号というより、メモリー上にあるＭＡＣアドレステーブルを参照して、宛先のＭＡＣアドレスにＭＡＣフレームを送信することです。
このイメージは、後述のスイッチの仕組みと信号の流れを示した図を参照して下さい。
両者の違う点は、古いブリッジでは、通信を行っていないポートは休止状態になりますが、スイッチングハブでは、複数のポートで同時に通信を行います。
両者の違いに関してはまた後で解説します。
さて、今度はリピータハブとスイッチングハブの違いをもっと詳しく解説したいと思います。
リピータハブは、ＣＳＭＡ／ＣＤとは？でも解説したように、パソコンなどの端末からの発信や信号の衝突を検出したらそれを書く端末に通知し、受信した信号を繋がっているすべての端末にブロードキャスト（一斉同報配信）する装置です。
リピータハブの仕組みと信号の流れを示した図
上の図のように端末と端末の間にリピータハブがあるとして、両方の端末から電気信号を受信するとリピータハブ内部の回路の部分で衝突します。
このような電気信号の衝突をコリジョン（Collision）と言い、端末から端末までの間をコリジョン・ドメインと言います。
コリジョン・ドメインとは、衝突が起こる範囲を指します。
もう少し詳しく言うと、コリジョン・ドメインとは、ＣＳＭＡ／ＣＤ方式のネットワークでＭＡＣフレーム同士の衝突を検出するセグメントを指します。
リピータハブの仕組みと信号の流れを示した図と後で示したスイッチの仕組みと信号の流れを示した図を見比べてみて下さい。
リピータハブは、受信ポート以外のポートからすべて同じ信号が出力されます。
従って、パソコンＡからパソコンＢに送信しても、パソコンＣのＬＡＮアダプタのランプを見るとパカパカ点滅しています。
つまり、関係ないパソコンにも信号が行っているわけです。
これだけ見ても非効率です。
しかし、ネットワークの監視には役立ちます。
上の図のようにリピータハブでは半二重通信になります。
双方向通信はできず、片方向通信しかできません。
よく鉄道で田舎に行くと単線の路線がありますが、あれみたいなものです。
列車がすれ違う時は、一旦駅でもう一方の列車が来るまで待機していなければなりません。
ＬＡＮでは、他の端末が送信を終わるのを待つわけですから、それだけ通信が遅くなります。
リピータハブに関して、これだけ見ても問題ですが、さらに問題点があります。
それは、複数のリピータハブを繋ぐカスケード接続を行う場合です。
リピータハブが多く使われてきた10 BASE-Tでは、５００ｍが延長の最大限度となるため、１セグメントの最大長が１００ｍであることから、最大５セグメントまでとなります。
従って、リピータハブは４台がカスケード接続の限度となります。
このような制約があります。
スイッチの仕組みと信号の流れを示した図
今度は上の図を見て下さい。
こちらは、スイッチの場合です。
スイッチングハブはレイヤ２スイッチなので、上の図のような仕組みになり、上の図のような通信を行います。
スイッチでは、前述のようにバッファと言うメモリーを使用しますので、信号を一度メモリーに蓄えた後、出力側で信号の送信が行われていないことを確認してから送るという方式を採用していますので、信号の衝突は起こりません。
コリジョン・ドメインで示すように、衝突が起こる範囲も２つに分裂します。
リピータハブの仕組みと信号の流れを示した図やスイッチの仕組みと信号の流れを示した図では、局所的にしかわからないので、ＬＡＮ全体でのコリジョン・ドメインのイメージを掴みにくかったと思います。
そこで、ＬＡＮ全体でのコリジョン・ドメインの例を図で以下に示します。
複数のコリジョン・ドメインを示した図
御覧のようにコリジョン・ドメインは、スイッチを境にして複数存在します。
このような場合、例えばコリジョン・ドメイン２で隣り合う２台のＰＣが同時にデータを送信したとします。
つまり、コリジョン・ドメイン２にあるすべてのＰＣが同時に隣のＰＣにデータを送信します。
さらに、コリジョン・ドメイン１では、一番左上の１台のＰＣがその斜め右下にあるＰＣにデータを送信します。
この時、コリジョン・ドメイン２の範囲内で信号の衝突が起こったとします。
この時、スイッチを越えて信号が衝突することはありません。
つまり、隣のコリジョン・ドメインで起きた信号の衝突は影響しないので、コリジョン・ドメイン１では信号の衝突は起こりません。
これまでの説明で、電気信号の衝突がＬＡＮに及ぼす影響についておわかり頂けましたでしょうか。
ところで、スイッチでは、先ほどの全二重通信を実現できているわけで、効率的な信号の送受信ができます。
こちらは、半二重通信と違って双方向で同時に通信ができるわけですから、通信速度も半二重通信の２倍になります。
リピータハブとは違い、受信ポート以外のポートからすべて同じ信号が出力されません。
フィルタリングという機能があるため、メモリーにある宛先を見て宛先以外のポートには信号を送信しません。
つまり、フィルターとしての機能を持っているわけです。
これのおかげでトラフィックを大幅に減らせます。
例えば、４ポートタイプのスイッチングハブでは、２組の通信が同時に行えます。
スイッチングハブは、全二重通信という方式で通信します。
上の図はまさに４ポートタイプです。
スイッチングハブを使用すると、トラフィックの多いネットワーク環境では混雑緩和に役立ちます。
上のスイッチの仕組みと信号の流れを示した図のように、ブリッジやスイッチングハブは、ポート１つ１つについてコリジョン・ドメインを分割できるのがわかります。
ケーブルが長すぎると、電気信号の遅延から衝突を正しく検出できないが、スイッチングハブはこれを分離できます。
このことは、前述のカスケード接続の際に距離の制限を受けないため、理論上無制限になります。
それでもあまり多くスイッチングハブ同士を繋いでしまうと、ケーブルやポートなどのトラブルの切り分けが難しくなることから、少なめが良いことではリピータハブと変わりありません。
せいぜい３台程度が理想的です。
スイッチに関して、初めての方はカタログなどでの名称に混乱するかもしれないので、幾つか注意点をあげておきます。
ＬＡＮ製品カタログなど見ると、インテリジェントハブとかインテリジェントスイッチという記述を見ます。
これらに関して、実際にどんな機械なのかお分かりにならない方は、インテリジェントハブとインテリジェントスイッチを参照して下さい。
ちなみに、インテリジェントが付くスイッチングハブやスイッチは、高機能なため価格がかなり高いです。
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リピータハブ（シェアードハブ）の電気信号の流れ
上の図は、リピータハブにおける電気信号の流れです。
御覧のように誰かが１台のＰＣで通信を行うと、全部のポートに電気信号が流れてしまいます。
リピータハブでは、半二重通信しかできません。
双方向通信はできず、片方向通信しかできません。
また、リピータハブでは、ＬＡＮに接続されている端末の台数が増えると、コリジョンが多発します。
コリジョンの発生元の端末がコリジョンを検出すると、乱数で決めた時間間隔をおいて再送します。
このように、通信エラーが起きるたびに再送する仕組みでは、オーバーヘッドが大きくなり、これではトラフィック（ネットワークの交通量）が増大してしまい、伝送効率が悪いです。
スイッチングハブの電気信号の流れ
しかし、上の図の例で示した６ポートのスイッチングハブだと、１台のＰＣがオレンジの線で示したポートで通信を行っていたとしたら、他のポートは空いているわけですから、同時に他の人がＰＣで通信できます。
スイッチングハブは、全二重通信ができます。
リピータハブの半二重通信とは異なり、単線ではなく複線です。
これなら、だいぶトラフィックを軽減できそうです。
上の図のように６ポートのスイッチングハブだと楽々３人で利用できます。
上の図では、色が違う線なら複数の人が楽々通信できます。
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ＬＡＮを流れているデータを解析することができます。
不正アクセスの発見にも役立ちます。
ネットワークを管理する者なら、ネットワークを流れているデータの内容を分析できる必要があります。
そのためには、ある程度プロトコルに関する知識が必要となります。
プロトコルに関する情報は、ネットワークを流れているデータを分析するとわかります。
メーカー固有のプロトコルのようにわかり難い場合もありますが、インターネットでよく使用されているプロトコルなら分析すればだいたいわかります。
インターネットでよく使用されているプロトコルは、普通ＬＡＮでもたくさん流れています。
インターネットやＬＡＮでよく使用されているプロトコルについての詳細は、書籍でも学習できますが、ＲＦＣ（Request For Commentの略）というネット上で無料で公開されているドキュメントで調べることができす。
ＲＦＣに関しては、以下のサイトで御覧下さい。お勧めサイトを厳選しました。
RFC Sourcebook
JPNIC RFC-JP（社団法人：日本ネットワークインフォメーションセンター）
ところで、ＬＡＮを流れているデータを分析するには、プロトコルアナライザーが必要になります。
プロトコルアナライザーには、ハードウェアもあります。
これは非常に高価な専用機です。
ソフトウェアのプロトコルアナライザーも高価なものがあります。
５０万円から１００万円以上する製品もあります。
しかし、ソフトの場合、非常に価格が安いシェアウェアから無料のフリーソフトまでありますので、インターネットで探せば何か見つかると思います。
プロトコルアナライザーで、ＬＡＮを流れるパケットを解析したい場合、ミラーリングポートがあるスイッチングハブかリピータハブを使うことで通信を行っているパソコン同士以外の通信も全部見ることができます。
低価格なスイッチングハブでは、ミラーリングポートがないので、通信を行っているパソコン同士以外のＭＡＣフレームを取得できません。
従って、プロトコルアナライザーでほとんど分析できません。
通信を行っている２台のパソコンの何れかにプロトコルアナライザーがインストールされていなかった場合、何も受信できず、分析できないことになってしまいます。
通常、スイッチングハブを使うと、サブネットのすべてのパケットをプロトコルアナライザーで取得することができません。
そんな時は、今でもリピータハブが役立ちます。
リピータハブなら取得できます。
メーカーサイトへ行って調べても、リピータハブもスイッチングハブも価格は安いですが、最近ではリピータハブはほとんどないです。
今ではリピータハブを手に入れるのは難しくなってきているので、これがなければミラーリングポートがあるスイッチを購入する必要があります。
ミラーリングポートがあるスイッチは、低価格なスイッチングハブとは価格の面で１桁違うくらいに高いです。
製品カタログなどを見ると、よく「ポートミラーリング対応」と書いてある製品を見ますが、こういう製品にはミラーリングポートが付いています。
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