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2日目 イーサネットLANの基礎

眠くなりながら参考書とにらめっこでした・・・

 

<学習内容>

イーサネットLANの基礎

◌LANケーブルの種類

同軸ケーブル、ツイストペアケーブル(LANケーブルと呼ばれる)、光ファイバケーブルがある。ツイストペアケーブルのUTP(シールドなし)がよく利用される。

 

◌MDIとMDI-X

MDIとMDI-Xをつなぐ場合はストレートケーブル、MDI同士、MDI-X同士をつなぐ場合はクロスケーブルを使う。MDIとMDI-Xのポートを自動で切り替えられるAuto MDI/MDI-xという機能を備えた機器が多くなっている。

 

イーサネット

・規格

→伝送速度が100Mbpsの100BASE-TXをファストイーサネット、1Gbpsの100BASE-TXをギガビットイーサネットという。

・アドレス

MACアドレスを使って、送信元や宛先の端末を識別する。24ビットのOUIと、24ビットのベンダーが独自に重複しないように割り当てられたIDの48ビットであらわされる。

・データ

イーサネットヘッダには、宛先MACアドレス、送信元MACアドレス、タイプが含まれている。イーサネットフレームの最大サイズはFCSを含め1518バイト。

・通信

→半二重通信を行う機器(リピータハブなど)と全二重通信を行う機器(スイッチングハブ、ルータ等)がある。半二重通信では、データの衝突(コリジョン)を防ぐため、CSMA/CD方式のアクセス制御を行う。

 

◌スイッチ

・フィルタリング機能

→宛先MACアドレスを基にMACアドレステーブルを検索し、該当するポートにデータを送信すること。

MACアドレステーブルは最初から登録されているのではなく、データの転送を通して学習する。MACアドレステーブルに該当情報がなければ、フレームを受信したポート以外のポートから転送する「フラッティング」を行う。

・フロー制御

→フレームの受信処理が追い付かなくなり、バッファメモリがあふれそうになると、各ポートの機器に信号を送り、フレーム送信を抑制することをフロー制御という。バックプレッシャ制御とIEEE 802.3xフロー制御がある

バックプレッシャ制御は半二重通信で使われる。バッファメモリの容量が減るとジャム信号をだす。

IEEE 802.3xフロー制御は全二重通信で使われる。バッファメモリの容量が減るとPAUSEフレームをだす。

・フレーム転送方式

①カットスルー

フレームの先頭から宛先MACアドレス(6バイト)を読み込む。速度は速いが品質が低い

②フラグメントフリー

先頭から64バイトまで読み込む。速度はストアアンドフォワードより速く、品質はカットスルーより高い。

③ストアアンドフォワード(どのメーカーでも採用されている)

1つのフレームを受信してFCSでエラーチェックをする。速度は遅いが、品質が一番高い。

・ブリッジとスイッチ

→ブリッジはソフトウェアで処理を行う。CPU任せになるため速度が遅くなる。ポートはほとんど2ポート。

スイッチはハードウェア(ASIC)で処理を行うため、速度が速い。ポートは複数ある。

 

◌オートネゴシエーション

接続する相手に応じて自分の通信速度や通信モード(半二重・全二重)を自動で切り替える機能。機器同士でFLPバーストを交換し、優先順位にしたがって速度やモードを決定する。

一方の機器がオートネゴシエーション機能を無効にしていると、片方の機器からはFLPバーストが送信されず、アイドル信号が送られるため、通信が不安定になる。