スイッチングHUBの役割とは？

質問

• スイッチングHUBは複数の通信トラフィックを同時に処理することができ、LANケーブルの差し替え時にOFF,ONが必要なのか疑問です。
• スイッチングHUBはポートごとにMACアドレス、IPアドレスを特定し、１対１の通信が可能です。
• しかし、実際にはLANケーブルの差し替え時にOFF,ONしなくても正常に使えるのはなぜでしょうか？

回答No.5

boss-den

詳しい方なのかそうでないのか良く分からない質問ですね。
既出ですが大事な点で以下の解説にも影響する為再記しますが、
普通のスイッチングHUBが覚えるのはMACアドレスです。
覚えられる件数は、メーカーが公開している仕様「学習MACアドレス数」
です。
MACアドレスはネットワーク機器につけられた番号で、全ての機器で
異なります。正確にはネットワークの接続別に全て異なり、
例えばPCで、無線LANと有線LANポートでは異なりますし、
有線LAN2ポート搭載の場合そのポート毎に異なります。
スイッチは、ポートごとに接続先のMACアドレスを覚えて、宛先が決まって
いる場合は無駄な通信をしなくて済む仕組みです。

さてここで漸く回答なのですが、ケーブル抜き差しだけで
スイッチをOFF-ONしなくても通信が確立する理由は、切断された時点で
MACアドレスを忘れるから、です。
有線LANの場合は、ケーブルを抜けばそのポートのリンクが切断されるため
その時点で、そのポートで覚えていたMACアドレスを忘れます。

例えばスイッチとLANケーブルで接続していた機器がPCだとします。
・ケーブル接続して通信している状態では、PCのMACアドレスを覚えている
・ケーブルを抜くと、スイッチはPCのMACアドレスを忘れる（破棄）
・ケーブルを再接続した場合、PCがIPアドレス取得などで通信を開始し、
　その時にデータがスイッチを通るわけだが、そのデータを見て、
　スイッチはPCのMACを覚える（学習）
　※データにはMACアドレスが記載されてます
・正常に通信できるようになる

PCが通信しない場合は、スイッチと再接続した時点ではMACアドレスを
学習できません。しかし何かが接続されていることは分かっているので、
別の機器が通信しようとしたときに知らない宛先だと、それが誰かを問合せ
ます。その時にPCが反応して通信が開始される時にMACアドレスを記憶する、
というロジックです。

そのため、通常ではケーブルの抜き差しでも通信は復旧します。

理論上、ケーブル抜き差しで復旧できないケースは以下の通り。

A---[スイッチ]---B

A,Bが機器、---は有線LANケーブルとして、
・スイッチ側がリンクの切断を認識できない状態で、B側のケーブルが抜かれる
・別ポートにケーブルを再接続しても、B側から一切通信しない
・その状態で、AからBへ通信しようとする

この状態では、スイッチはBの所在が変わったことを認識できないはずで、
誤った状態を保持し続けるはずです。そのため以前Bが接続されていたポート
に対し通信しようとしますが、通信が確立しないためエラーになる可能性
ありそうですね。

スイッチにはエージングタイムというのがあり、その時間が過ぎると
学習したMACアドレスを一旦破棄します。
時間はスイッチ装置に依存しますが、大体の製品は5分程度じゃないかと。