ハブ（複数機器をつなぐ集線装置）
複数の機器を束ねて接続する集線装置。
📌ハブとは
ハブとは、複数の機器を束ねて接続する集線装置です。複数のLANケーブルを差し込み、機器同士を1つのネットワークにまとめる役割を持ちます。
ハブにはポート（＝ケーブルの差込口）が複数あり、そこにPCやプリンタをつなぐと、互いに通信できるようになります。「集線（しゅうせん）」という言葉のとおり、配線を1か所に集めるのが基本的な働きです。
身近な例で考えると、電源タップ（テーブルタップ）に似ています。1つのコンセントから複数の差込口を作るように、ハブは1つのネットワークに複数の機器をぶら下げます。上の図解では、ハブが受け取った信号を全ポートへ流す様子を示しています。
📌動作の特徴
ハブ（リピータハブ）の最大の特徴は、宛先を一切判断しないことです。あるポートから受け取った信号を、送信元以外のすべてのポートにそのままコピーして流します。
この単純な動作には、次のような特徴（弱点）があります。
・無駄が多い：宛先に関係ないPCにも信号が届く
・衝突が起きやすい：複数のPCが同時に送信するとデータがぶつかる（コリジョン）
・盗み見されやすい：全員に同じ信号が届くため傍受の危険がある
ハブは物理層（第1層, L1）で動作します。これは、MACアドレスやIPアドレスといった宛先情報を読まず、信号を電気的に増幅して中継するだけだからです。仕組みが単純な分、安価で扱いやすいという利点もありました。
📌スイッチとの違い
ハブとスイッチ（L2スイッチ）はどちらも複数の機器をつなぐ機器ですが、信号の送り方が大きく異なります。
| 項目 | ハブ | スイッチ（L2） |
|---|---|---|
| 動作する層 | 物理層（L1） | データリンク層（L2） |
| 送り先の判断 | しない（全ポートへ） | MACアドレスで判断 |
| 送信範囲 | 送信元以外の全ポート | 宛先のポートだけ |
| 衝突（コリジョン） | 起きやすい | 起きにくい |
| 効率 | 低い | 高い |
最大の違いは「宛先を見るかどうか」です。ハブは宛先を見ず全ポートに送りますが、スイッチはMACアドレス（＝機器ごとに割り当てられた固有の番号）を見て、必要なポートだけに送ります。
身近な例で考えると、ハブは全戸に同じチラシを配るのに対し、スイッチは宛名を見て該当の家にだけ手紙を届けるイメージです。効率と安全性で優れるため、現在の有線LANではハブに代わってスイッチが主流になっています。
📌なぜハブは全ポートへ流すのか
ハブが全ポートへ流すのは「そういう設計だから」ではなく、物理層（L1）という層の仕組みそのものによるものです。物理層では信号を「電気の波形」として扱い、宛先を示す情報（MACアドレスなど）を読む機能を持ちません。
ハブがやっていることは、受け取った電気信号を単純に増幅して全ポートへ流すだけです。「この信号は誰向けか？」を判断するには、フレームの中の宛先MACアドレスを読む必要があります。しかしそれはデータリンク層（L2）の仕事であり、物理層だけで動くハブには手が届きません。
だからこそ、L2スイッチはハブより1段上のデータリンク層まで対応させた機器として登場しました。「フレームの中の宛先MACアドレスを読んで転送先を選ぶ」という仕事を追加したことで、無駄な全ポート送出をなくせるようになったのです。
📌半二重通信と衝突の仕組み
ハブを使ったネットワークでは、1度に1台しか通信できない「半二重通信」になります。全機器が同じ1本の線を共有しているため、誰かが送っている間は他の全員が黙って待つ必要があります。
なぜ衝突（コリジョン）が起きるか。待ちきれずに2台以上が同時に送信してしまうと、信号が混ざって読めないデータになります。これをコリジョン（衝突）と呼びます。衝突が起きると、関係した機器は一定時間待ってからデータを送り直します。
・台数が増えると：衝突の機会が増え、ネットワーク全体が遅くなる
・L2スイッチなら：各ポートが独立しているので、複数台が同時に送信しても衝突しない
身近な例では、ハブは1本しかない道路（追い越し禁止）、スイッチは複数車線の道路のイメージです。台数が少なければハブでも問題ないですが、機器が増えれば増えるほどL2スイッチの優位性が大きくなります。
