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スター型LAN(集線装置に集まる構成)

中央の集線装置から各機器へ放射状に接続するLANの構成。

DIAGRAM
中央の集線装置
各端末
SWITCH集線装置PC-1PC-2PC-3PC-4PC-5PC-6すべての端末が中央の1台に放射状(星形)につながる
解説

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スター型LANとは

HUB

スター型LANとは、中央に1台の集線装置(ハブやスイッチ)を置き、そこから各機器へ放射状にケーブルを伸ばす構成のことです。形が星(スター)のように見えることからこう呼ばれます。

すべての機器は、必ず中央の集線装置を経由して通信します。たとえばPC-1からPC-2へデータを送る場合も、いったん中央のスイッチに届き、そこからPC-2へ転送されます。機器どうしが直接ケーブルでつながることはありません。

身近な例で考えると、放射状に道が伸びる円形ロータリーに似ています。どの方向へ行くにも一度中央のロータリー(集線装置)を通る、という形です。上の図解で、中央の赤い装置から各端末に線が伸びる星形の構造がスター型LANです。現在のオフィスや家庭の有線LANは、ほとんどがこのスター型です。

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構成の特徴

バス型(1本の線を共有)リング型(環状)スター型(中央集中)← 現在の主流

LANのつなぎ方(トポロジ=接続の形のこと)には、スター型のほかにもいくつかの種類があります。
バス型:1本の幹線をみんなで共有する。配線は単純だが、幹線が切れると全体が止まる
リング型:機器を輪のように1周つなぐ。データは輪を一方向に流れる
スター型:中央の集線装置に各機器を1本ずつつなぐ。現在の主流

スター型の構成上の特徴は、「各端末が中央装置と1対1のケーブルで結ばれている」という点です。これにより、機器の増設・撤去はそのケーブルを抜き差しするだけで済み、ほかの機器に影響を与えません。

ただし通信がすべて中央装置に集中するため、中央の集線装置が故障すると、その配下の通信がすべて止まってしまうという弱点もあります。中央装置の信頼性が、ネットワーク全体の安定性を左右します。

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利点

HUB×1台が壊れても他は通信を続けられる

スター型LANには、次のような利点があります。
障害に強い:1本のケーブルや1台の端末が故障しても、影響を受けるのはその機器だけで、ほかの機器は通信を続けられる
増設・撤去が簡単:機器を追加・削除するときは、中央装置のポートにケーブルを抜き差しするだけ
障害箇所を見つけやすい:問題のある機器のケーブルをたどれば、原因をすぐ特定できる

バス型では幹線が1か所切れると全体が止まりますが、スター型なら1本のトラブルが全体に波及しません。この扱いやすさと障害への強さから、現在のLANはほとんどがスター型を採用しています。

身近な例で考えると、各部屋から廊下の受付に1本ずつ電話線を引くのに似ています。ある部屋の電話線が切れても、ほかの部屋は問題なく電話できます。ただし受付(中央装置)そのものが止まると全部屋が使えなくなるため、そこだけは特に大切に管理します。

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なぜ1本切れても他は無事か

HUBPC-1PC-2PC-3×通信できるPC-3が切れてもPC-1とPC-2の通信は続く

結論から言うと、各端末は「自分専用の1本」で中央装置につながっているからです。バス型やリング型では複数の端末が1本の線や輪を共有しているため、1か所の切断が全体に波及します。

スター型では、PC-1のケーブルはPC-1だけのものです。
・PC-3のケーブルが切れる → PC-3が通信できなくなる
・PC-1のケーブルもPC-2のケーブルもまったく影響を受けない
・中央装置はほかのポートでの通信をそのまま続ける

身近な例で考えると、廊下の電気のスイッチが部屋ごとに独立しているのに似ています。ある部屋の電球が切れても廊下の他の電球は消えません。スター型はまさに「1対1の独立した接続」が障害を局所化する仕組みです。

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中央装置の種類(ハブとスイッチ)

ハブ(HUB)全ポートに転送古い・安価スイッチ宛先だけへ転送現代の主流vs

スター型LANの中央に置く装置には、ハブ(HUB)スイッチ(Switch)の2種類があります。どちらも「複数の機器を1か所につなぐ」役割は同じですが、データの転送方法が根本的に違います

ハブ(=昔の集線装置):受け取ったデータをすべてのポートに一斉に送り出す。宛先PCは自分宛てかどうかを判断する。余計なデータが流れてネットワークが混雑しやすい。
スイッチ(=現在の主流):各ポートにつながった機器のアドレス(MACアドレス=機器固有の番号)を覚えておき、宛先の機器にだけデータを届ける。余計な通信が起きないため速くて効率的。

なぜスイッチが優れているのか。ハブが「全員に回覧板を配る」ならスイッチは「名指しで手渡す」イメージです。スイッチは相手を特定してからデータを送るため、他の端末の通信を邪魔しません。現在のオフィスや家庭のLANでは、ほぼスイッチが使われています。

練習問題
Q1スター型LANの構成の説明として最も適切なものはどれか。
Q2スター型LANの利点として最も適切なものはどれか。
Q3スター型LANの弱点として正しいものはどれか。

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