リピーターハブとは?意味や仕組みをわかりやすく解説!(スイッチングハブとの違い・ネットワーク・LANなど)
「リピーターハブ」という言葉はネットワークの学習で登場する用語のひとつです。
スイッチングハブとの違いや具体的な動作の仕組みがわかりにくいと感じる方も多いかもしれません。
本記事では、リピーターハブの意味と仕組みを、スイッチングハブとの違い・ネットワーク・LANとの関係を交えてわかりやすく解説します。
ネットワークの基礎を学んでいる方や機器の違いを整理したい方にもきっと役立つ内容でしょう。
リピーターハブを正しく理解することで、ネットワーク機器の選定とLANの仕組みへの理解が大きく深まります。
リピーターハブとは「受信した信号をすべてのポートに一斉送信するネットワーク集線装置」のこと
それではまず、リピーターハブの基本的な意味と仕組みについて解説していきます。
リピーターハブ(repeater hub)とは、あるポートから受信したデータ信号を増幅して接続されているすべてのポートへ一斉転送するネットワークの集線装置のことです。
「ハブ(hub)」は「車輪の中心・集線装置」を意味し、複数のネットワーク機器を1点で集中接続するための機器です。
「リピーター(repeater)」の機能を持つことからリピーターハブと呼ばれており、受信したすべての信号を増幅して再送信(リピート)するという動作が特徴でしょう。
現代ではより高性能なスイッチングハブに置き換えられており、リピーターハブはほとんど使われていませんが、ネットワークの基礎概念を理解するうえで重要な機器です。
リピーターハブはOSI参照モデルの物理層(レイヤー1)で動作します。MACアドレスを認識せずに受信したすべての信号をすべてのポートへ一斉転送するため、ネットワーク全体がひとつのコリジョンドメインになるという特性を持っています。
リピーターハブの動作の仕組み
リピーターハブがどのように動作するかを具体的に確認してみましょう。
【リピーターハブの動作の流れ】
① PC-Aがポート1からPC-B宛のデータを送信
② リピーターハブがポート1でデータを受信
③ 受信したデータを増幅してポート2・3・4・5すべてに送信
④ PC-B・PC-C・PC-Dのすべてがデータを受信
⑤ PC-Bのみがデータを処理し、他の機器は破棄する
→ 宛先に関係なくすべての機器にデータが届く(ブロードキャスト的な動作)
このようにリピーターハブは宛先を識別せずにすべてのポートへ転送するため、接続台数が増えるほど不要なトラフィックが増大してパフォーマンスが低下するでしょう。
コリジョンドメインとリピーターハブ
リピーターハブの最大の問題点がコリジョン(衝突)の発生です。
リピーターハブに接続されたすべての機器は同一のコリジョンドメインに属するため、複数の機器が同時にデータを送信するとコリジョン(信号の衝突)が発生してデータが破損するでしょう。
コリジョンが発生するとCSMA/CD(搬送波感知多重アクセス/衝突検出)プロトコルによって再送処理が行われますが、接続台数が増えるほど再送の頻度が増えてパフォーマンスが大幅に低下します。
リピーターハブとスイッチングハブの違い
続いては、リピーターハブとスイッチングハブの違いを確認していきます。
両者の違いを理解することでスイッチングハブが現代のネットワークで標準となっている理由が明確になるでしょう。
スイッチングハブとは何か
スイッチングハブ(レイヤー2スイッチ)とは、MACアドレステーブルを持ち接続された機器のMACアドレスを学習して宛先のポートにのみデータを転送するネットワーク集線装置です。
リピーターハブとは異なり宛先のポートにのみデータを送信するため、不要なトラフィックが発生せず各ポートが独立したコリジョンドメインを形成するでしょう。
現代のLAN環境で使われるハブはほぼすべてスイッチングハブであり、リピーターハブは実質的に製品として流通していません。
リピーターハブとスイッチングハブの比較
| 項目 | リピーターハブ | スイッチングハブ |
|---|---|---|
| OSI層 | レイヤー1(物理層) | レイヤー2(データリンク層) |
| 転送方法 | すべてのポートへ一斉転送 | 宛先MACアドレスのポートにのみ転送 |
| MACアドレスの認識 | しない | する(MACアドレステーブルで管理) |
| コリジョンドメイン | 全ポートで共有(1つ) | ポートごとに独立 |
| パフォーマンス | 接続台数増加で急激に低下 | 接続台数が増えても安定 |
| セキュリティ | 低い(全ポートにデータが届く) | 高い(宛先ポートのみに転送) |
| 現在の普及度 | ほぼ廃れている | 現代のLANの標準 |
あらゆる面でスイッチングハブが優れているため、現代では新たにリピーターハブを導入するケースはほとんどないでしょう。
リピーターハブが現在も重要な理由
実用上はほぼ廃れたリピーターハブですが、ネットワーク学習において重要な概念である理由があります。
リピーターハブの動作原理を理解することでコリジョンドメイン・ブロードキャストドメイン・CSMA/CD・スイッチングとの違いといったネットワークの基礎概念が体系的に理解できるでしょう。
ネットワーク資格試験(CCNA・基本情報技術者試験など)でもリピーターハブとスイッチングハブの違いは頻出問題として出題されるため、しっかり理解しておくことが重要です。
まとめ
本記事では、リピーターハブの意味と仕組みについて、スイッチングハブとの違い・コリジョンドメイン・LANとの関係を交えながら解説しました。
リピーターハブとは受信した信号をすべてのポートに一斉送信するレイヤー1のネットワーク集線装置で、MACアドレスを認識せずにすべてのポートへデータを転送するという特性を持ちます。
全ポートが同一のコリジョンドメインに属するため接続台数増加とともにパフォーマンスが低下するという問題があり、現代ではスイッチングハブに完全に置き換えられているでしょう。
コリジョンドメイン・CSMA/CDなどのネットワーク基礎概念を理解するうえでリピーターハブの仕組みは重要な学習内容であり、資格試験でも頻出の概念です。
本記事がリピーターハブへの理解を深め、ネットワーク学習や資格試験の実践に役立てば幸いです。