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ブリッジとスイッチの違い

2021/02/23に公開

情報処理技術者試験

network

レイヤー2

tech

何度やっても覚えられない、ブリッジとスイッチの違いをまとめました。

個人的には今どき必要ない知識のように思いますが、情報処理技術者試験やCCNAなどの試験対策本にはいまだに登場するイメージがあるので、単純暗記が苦手な人の役にたてば幸いです。

概要

いずれもレイヤー2で動作する機器です。

ブリッジの方が先（1990年代前半）に登場し、主にポート密度の向上とLANの高速化を目的にスイッチが後続（1990年代後半）で誕生しました。

名前はそれぞれブリッジ（bridge）とスイッチ（switch）で、スイッチには別名がたくさんあります。

レイヤー2スイッチ
L2スイッチ
スイッチングハブ
マルチポートブリッジ

導入の目的

LAN内に多くのセグメントが必要な現代においてはスイッチしか使われませんが、一応どんなときに使われるのかを書いてみます。

ブリッジ：2つのセグメントをまたいでパケットを流す必要がない場合に、それを阻止することで、同一セグメント内のパフォーマンスを向上させるために使用されます。
スイッチ：ハブのように集線装置として機能しつつ、ブリッジのようにフレームの中継/遮断が選択可能であるため、多くのセグメントを相互接続したい場合に使用されます。

処理の主体

ソフトウェア処理かハードウェア処理かの違いがあります。一般に、ハードウェア処理の方が高速です。

項目	ブリッジ	スイッチ
処理の主体	ソフトウェア制御	ハードウェア（ASIC）制御
処理速度	遅い	速い

フレーム処理の流れ

ブリッジもスイッチもレイヤー2で動作する機器なので、MACアドレステーブルを参照しますが、フレームを処理する流れは異なります。ブリッジはポートが2つしかないので、送信元MACと宛先MACがどこのセグメントに属するのかだけを判断すればOK。一方でスイッチは、たくさんのポートを持つので、各ポートに接続されているホストが何かを識別して、フレームを処理する必要があります。

項目	ブリッジ	スイッチ
ポート密度	低い（一般的に2つ）	高い（～数百ポート）
参照する情報	MACアドレステーブル	MACアドレステーブル
判定基準	宛先MACが送信元MACと同じセグメントか否か	各ポートに接続されているホストが何か

端子のタイプ

ポートの話が出たついでに端子のタイプも見ておきます。

ブリッジはPCなどと同じMDI、スイッチはMDI-Xが端子に使われました。現代においては、端子のタイプを自動判別して適切に送信・受信を割り当てるAutoMDI/MDI-Xが標準装備されているので、MDIとMDI-Xの区別やケーブルの使い分けは不要となっています。

項目	ブリッジ	スイッチ
イメージ
端子のタイプ	MDI	MDI-X
説明	ピンの1・2番に送信、3・6番に受信が割り当てられている。	ピンの1・2番に受信、3・6番に送信が割り当てられている。

※図はスイッチ(ブリッジとの違い) からお借りしました。

機能

ブリッジとスイッチの機能比較は下記の通り。スイッチの方があとに登場したので当たり前といえばそれまでですが、スイッチにはポートミラーリング機能やVLAN機能が具備され、ちょっとだけ賢いです。

機能	説明	ブリッジ	スイッチ
フォワーディング	転送されてきたパケットをメモリ上にバッファーし、MACアドレス情報に基づいて転送する機能	○	○
MACアドレスの自動学習	MACアドレスとポート情報を紐付けて管理するMACアドレステーブルでアドレス情報を記憶する機能	○	○
フィルタリング	セグメントをまたぐフレームを中継/選択遮断する機能	○	○
コリジョンドメインの分割	フィルタリング機能を使ってコリジョンドメイン（コリジョンが起きる範囲＝同時送信による信号の衝突）を分割する機能	○	○
ポートミラーリング	対象ポートを経由するパケットを別のポートへコピーする機能	✕	○
VLAN	論理的にLANを分割する機能	✕	○

参考資料

以上