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スイッチとルータの違いについて

2005/05/30 02:46

suzuiの回答

suzui
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2005/05/30 21:03 回答No.5

ルータ・スイッチという言葉の本質的な意味と、「ルータ」「スイッチ」として売られている製品の機能・役割は分けて理解することをお勧めします。 --------------------- まず、言葉の意味について考えてみます。ルータとは、OSI階層モデルのネットワーク層で中継を行う中継装置のことです。言葉の意味としては、WANとかLANとかは関係ありません。参考までに、データリンク層の中継装置がブリッジ、物理層の中継装置がリピータです。 --------------------- スイッチとは、日本語であえて書けば交換機ですが、イメージとしては、・ポート数が多い・装置内で同時に複数の転送が可能という特徴を持つ機械です。例えばポート1からポート2に送信中の場合、同時にポート3からポート4への送信も可能です。 L2スイッチは、データリンク層(レイヤ2)のヘッダ情報に基づき転送を行うスイッチのことで、 L3スイッチは、ネットワーク層(レイヤ3)のヘッダ情報に基づき転送を行うスイッチのことです。言葉の意味としてはLANとかWANとかは関係ありません。 --------------------- 次に、「ルータ」「スイッチ」として売られている製品について考えてみます。少し歴史の話をすると、昔の「ルータ」や「ブリッジ」は、全てのデータ転送を1個のCPUで処理していたので、あるポートから入ってきたデータを他のポートに転送している間、それ以外のポート間の転送は基本的には行えませんでした。そういう状況下で、同時平行転送が可能な機械が開発され、「スイッチ」という名称を付けられて発売されました。用途によっては高い性能を出すことができたので、一気に普及し、価格も下がりました。「スイッチ」は、処理のかなりの部分をハードウェア上の回路(ASIC)として実装し、ポートごとにASICを持たせることで、転送を分散処理する機構を持っていることが多いです。一方、「ルータ」のほうでも、ネットワークの高速化要求に応えるために発展した結果、現在の高級機種では、各ポートに独立したCPUを搭載したり、転送に特化したASICを搭載するなどの工夫をすることで、同時平行転送やさまざまな付加機能を分散処理することができるようになっています。そういう意味で、現在の「ハイエンドルータ」と「ハイエンドスイッチ」では、ハードウェア的/機能的に明確な区別ができない場合が多いです。例えば、CiscoのCatalyst6500シリーズ「スイッチ」と、Cisco7600シリーズ「ルータ」は、それぞれ「スイッチ」「ルータ」としてラインナップされていますが、ハードウェア的/機能的には基本的にほとんど違いはなく、兄弟のような存在です。 --------------------- ネットワーク層での転送が可能だと言う意味ではルータもL3スイッチも同じですが、実際の製品である「ルータ」「L3スイッチ」の間には、一般に以下のような機能的な違いがあると言えるかもしれません。・転送可能なネットワーク層プロトコル　「L3スイッチ」はIPのみ転送可能な場合が多いですが、「ルータ」の場合はIPだけでなくIPX, AppleTalk, DECnet, OSIなどのマイナーなプロトコルについても転送可能な場合があります。・利用可能なルーティングプロトコル　「L3スイッチ」の場合は、比較的メジャーなRIP, OSPF, BGP等はサポートされていることが多いですが、「ルータ」の場合は、IPX RIP, RTMP, DECnet, ISISなどもサポートされていることがあります。・利用可能な物理層/データリンク層　「L3スイッチ」の場合、Ethernetを中心として、一部機種ではATM,FDDI等も利用可能なことがありますが、「ルータ」の場合は、ISDNや専用線、フレームリレー、X.25等の低速インタフェースやWDM、Sonet等の高速インタフェースを利用可能な場合があります。・付加機能　「L3スイッチ」の場合、付加機能としてNAT機能やロードバランス機能などを備えていることがありますが、「ルータ」の場合、それらだけでなく、複雑な条件に基づくフィルタリング・ルーティング、高度なQoS機能、IPsec等のセキュリティ機能などを備えている場合があります。・利用される場所　「L3スイッチ」の場合、あまり高度な処理を必要としない、高速転送が要求される場所に向いています。一般的にはLAN内で使われますがそれに限定されません。「ルータ」の場合、LANとWANなどの速度差のあるネットワークの境界、セキュリティレベルの異なるネットワークの境界、高度なQoSやルーティングが要求されるポイント、などで使われますがそれに限定されません。・機能の追加　「L3スイッチ」の場合、機能を回路として固定的に実装してしまうため、機能のアップグレードは一般に困難です。「ルータ」の場合、CPUで実行するソフトウェアを差し替えることで、比較的簡単に機能のアップグレードやバグの修正を行うことができます。これらの違いは、メーカー・機種・グレード・ソフトウェアライセンスによっても異なりますし、上でも述べたとおり、ハイエンドの機種になるほど「L3スイッチ」と「ルータ」の違いは少なくなってきたりするので、一概には言えません。 --------------------- 以上をふまえて・・・ルータとはネットワーク層の転送デバイスで、現実の「ルータ」はCPUベース、 L3スイッチとはネットワーク層での転送が可能なスイッチで、現実の「L3スイッチ」はASICベース、とおおまかに理解しておけばかまわないと思います。機器の機能は千差万別なので、機器の配置に関する一般解は存在しないと思ったほうがいいでしょう。ネットワークのどの部分にどんな機能が要求されているか、その機能を持った機器は何か、その機器を含むネットワークの全体像は、ビジネスの要件と制約を満たすことができるか、という観点で、先入観を持たずに設計したほうが、よい設計ができると思います。