リピータHUBでコリジョンが認識できなくなる？

質問

よく、ハブ同士を接続するカスケード接続では、カスケードの段数が増えると
「通信の遅延が増加し衝突（コリジョン）を認識できなくなる」ため、
10BASE-Tで4段、100BASE-TXで2段という制限がある。

とありますが、よくわかりません。

これは、通信が飽和状態になり、パケットが損失するということでしょうか？？
それとも一定時間内にコリジョンを認識できないということでしょうか？？

回答No.2

asciiz · ベストアンサー

リピータHUB（または dumb HUB とも)は、受け取ったデータパケットを、全ポートに、リピート送信します。
ある端末がネットワークにデータフレームを流すと、それはHUBでコピーされ、HUBで繋がっているネットワーク全体が、一瞬、そのデータで満たされることになります。
そうして、ネットワークが繋がっている全端末のうち、「あ、自分宛の通信だな」と気づいた端末がデータを取得します。

つまり、ある一時点を見ると、全ネットワークはどれかの端末とどれかの端末、一対一の通信のためにだけ使われ、そのデータフレームが流れている間は、他の端末はネットワーク上にデータを流さないように、ちょっと待っています。これがコリジョン回避です。

ですが、HUBの段数が多くなると、全ハブを通してネットワークがデータフレームで満たされるまでに、時間がかかるようになります。
時間がかかると言っても電気の世界ですから、ナノ秒単位なんですけども。

データが届くのに時間がかかるようになると、ある端末がネットワークの状態を規定時間見て、使っていなさそうだから通信開始したのに、実は別の方の端からデータ通信が開始されていて、リピートしようとしたフレームが衝突してしまう、という状況が発生するようになります。
リピータHUBは、受信したデータをすぐに全ポートに送出しようとするわけですが、同時に複数ポートからの入力があった場合、どっちを優先したらいいか判別できません。
これが「コリジョン」で、「大概は通信できるのに、不意にデータが来なかったりする(コリジョンによるデータフレーム喪失)」という現象となって現れてきます。

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ですが、現在市販されているHUBは、ほとんどが「スイッチングHUB」です。

スイッチングHUBは、初めこそ全ポートにデータ送信(リピート)しますが、送受信されるデータパケットのMACアドレスを参照して、「この機器はこのポートに繋がっているな」ということを、どんどん学習して、最終的には、受信したデータを、宛先端末が居るとわかっている1ポートのみに、送信するようになります。

また、転送方式も「ストア・アンド・フォワード」方式などになっていて、受信したパケットを一旦HUB内のメモリにため込んで、目的のポートへ送出します。
そうするとどうなるかというと、「任意のポートはいつデータを受けてもいいし、開いてるポートへいつでもデータ送信できる」、すなわち、コリジョンが発生しなくなります。

コリジョンが原理的に発生しないので、スイッチングHUBでは、リピータHUBの様にカスケードの段数制限はなく、いくつでもカスケードできるようになりました。

電気的には、そんな複雑なことをせず、単に信号をリピートするだけのリピートHUBの方が、動作速度が速いかもしれません。
でも現実には「カスケード4段まで」なんていう制限は、管理者が居てきっちり認識していなければすぐに超えてしまい、通信トラブルの元になっていたんでしょう、次第に使われなくなり、世にあるほとんどのHUBはスイッチング方式となってしまいました。

お礼

コリジョンについてとても分かりやすく説明していただきありがとうございます。
大変参考になりました。
会社で、接続する機器の都合上（10Mhalf指定）リピータHUBを使っており、勉強中です。。

ただ、カスケードによる通信の遅延で「コリジョンを認識できなくなる」という
言葉の意味がどうしてもしっくりこず・・・

以下のどれの意味になるのでしょうか？
(1)コリジョンがおきたあと再送するためのジャム信号もコリジョンがおきて再送できない。
　＝コリジョンが認識できない。

(2)コリジョンが発生してもジャム信号により再送できる。
　ただし、再送してもまたコリジョンが発生しループするため結果的にデータが届かない。
　＝コリジョンが認識できない。

(3)コリジョンはケーブルに電圧が通常より多いときに検知される。
　通信に負荷がかかると電圧がより多くかかりコリジョンなのか通信負荷なのかがわからない。
　＝コリジョンが正しく認識できない。

(4)コリジョンによる再送にも回数制限があって、何度もコリジョンが発生すると
　もう再送しない。
　＝コリジョンが認識できない

書いててわからなくなりつつなっていますが、
助けていただけるとありがたいです。

回答No.1

tamu1129

＞それとも一定時間内にコリジョンを認識できないということでしょうか？

こっちの理由ですね

ですが、現在は安いHUBでもダムHUB（リピータHUB）ではなくスイッチングHUBになっています
よってこのカスケードの段数は気にする必要はありません