ネットワークを設計またはアップグレードする場合、最適なパフォーマンスと信頼性を確保するため、ハードウェアの選択が重要です。最も基本的な 2 つのネットワーク デバイスは、イーサネット スイッチとハブですが、混同されたり、同じ意味で使用されたりすることが多々あります。どちらもネットワーク内のデバイスの中心的な接続ポイントとして機能しますが、その機能、効率、およびネットワークのパフォーマンスに対する全体的な影響は大きく異なります。この記事では、これらの違いを明らかにし、イーサネット スイッチとハブの動作方法、主な違い、および各タイプのデバイスをいつ使用するかを理解できるようにします。最終的には、自宅、オフィス、さらには大規模なエンタープライズ システム全体での接続ニーズに合わせて、情報に基づいた選択を行うことができます。
何ですか イーサネットスイッチ そしてそれはどのように機能しますか?

イーサネット スイッチは、ローカル エリア ネットワーク (LAN) 内の多数のデバイスを接続して、相互通信を可能にするネットワーク デバイスです。接続されているすべてのデバイスにデータを送信するハブとは異なり、イーサネット スイッチは、各情報パケットの送信先を認識し、それに応じて配信することで、より効率的に動作します。これは、スイッチで使用される MAC アドレスに依存し、このアドレスによって、データ パケットをどの方向に送信できるかが決まります。イーサネット スイッチを介して必要なデータのみを送信することで、ネットワークのパフォーマンスが向上し、衝突が最小限に抑えられ、不要な送信が削減されます。これらは、スケーラブルで信頼性の高い家庭または企業システムを開発するための不可欠な要素です。
主な特徴 イーサネットスイッチ
ポートの速度と拡張性
電流プローブ イーサネットスイッチは異なる速度でデータを転送できる10/100Mbps、1Gbps、10Gbps、さらには400Gbpsのハイエンドモデルなど、さまざまな帯域幅のスイッチが用意されています。この機能により、小規模から大規模までのネットワークシステムで帯域幅の拡大に伴うニーズにスイッチが対応できるようになります。管理対象デバイスには8個から48個以上までの多数のポートがあり、さまざまなネットワーク機器を接続できます。
レイヤー3とレイヤー2の機能
イーサネット ハブはレイヤー 2 (データ リンク層) で動作しますが、イーサネット スイッチは OSI モデルのレイヤー 2 またはレイヤー 3 (ネットワーク層) で動作します。たとえば、レイヤー 2 スイッチは一般に転送の目的で MAC アドレスに基づいていますが、レベル 3 スイッチは IP 管理を扱うルーターのように動作します。このようにして、一部の設計で必要な「スタンドアロン」ルーターの数を減らすことで、ネットワークを簡単にすることができます。
仮想ローカルエリアネットワーク (VLAN) のサポート
VLAN の概念により、イーサネット スイッチはネットワークを論理的にセグメントに分割し、組織内の部門、機能、または運用上の根拠に基づいてトラフィックを分離することで、セキュリティとネットワーク効率を強化できます。さらに、VLAN タグ付けにより、ネットワークの物理的な部分を通過する情報が適切なネットワーク セクションに到達できるようになります。
パワーオーバーイーサネット(PoE)
最近のイーサネット スイッチの大半には、Power over Ethernet (PoE) 機能が搭載されています。この機能により、イーサネット ケーブルを介してスイッチに接続された IP カメラ、VoIP 電話、ワイヤレス アクセス ポイントなどのデバイスに電力を供給できます。したがって、PoE は複雑なケーブル配線から生じる問題を排除し、イーサネット スイッチの近くにあるデバイスに安定した電力供給を保証します。
サービス品質(QoS)
QoS は、アプリケーション要件に基づいてトラフィックを優先するように設計されています。ハイエンド イーサネット スイッチの QoS は、音声やビデオなどのデータ タイプを分類して、標準データ パケットよりも優先させるのに役立ちます。QoS は、ビデオ会議、Voice Over Internet Protocol (VoIP) アプリケーション、マイクロ イーサネット スイッチの使用などのアクティビティに不可欠な、時間に敏感な通信の低遅延と高パフォーマンスを保証します。
エネルギー効率
Energy Efficient Ethernet (EEE) などの最新のスイッチは、高度な省エネ技術を利用して、ネットワーク操作のアイドル期間中の電力消費を削減します。一部のメーカーは、未使用のポートを無効にする動的ポート管理を組み込んでおり、さらにエネルギーを節約します。
セキュリティ機能
イーサネット スイッチャーには通常、ポート セキュリティ、アクセス コントロール リスト (ACL)、802.1X 認証などの強力なセキュリティ メカニズムが含まれています。これらの機能により、権限のない人物がデバイスにアクセスできないようになり、潜在的な脅威を寄せ付けず、ネットワーク内での安全な伝送が促進されます。
冗長性とフォールトトレランス
たとえば、STP (スパニング ツリー プロトコル) や RSTP (ラピッド スパニング ツリー プロトコル) などの冗長プロトコルは、ループを防止しながらリンク障害から可能な限り短時間で回復し、中断のない接続を保証する高性能イーサネット スイッチによってサポートされています。たとえば、リンク アグリゲーション、フェイルオーバー メカニズム、信頼性を高めるために複数のデバイスを接続する機能など、他の機能も存在します。
イーサネットスイッチはこれらの機能を組み合わせることで、効果的で安全かつ柔軟な 小規模から大規模までのネットワーク運用これらは、今日のネットワーク インフラストラクチャにおいて非常に重要です。
どのように イーサネットスイッチ ネットワークトラフィックを管理しますか?
イーサネット スイッチは、MAC (メディア アクセス コントロール) アドレスによって動作し、データ パケットを適切な宛先にルーティングします。データを送信するには、スイッチはパケット自体に含まれる送信元と宛先の MAC アドレスを確認します。この場合、デバイスが 1 つのポートを介して情報パケットを送信すると、その MAC アドレス (既知であるはず) に応じて、スイッチのいずれかのポートに送信されることに注意してください。これにより、対応するポートに向けられたパケットのみが送信され、他のパケットは他のポートを通過しないため、ネットワーク間で不要な送信が分離されます。さらに、スイッチは内部 MAC アドレス テーブルを維持し、信頼性が高く効率的なデータ配信のために更新を続けます。これにより、ネットワークの輻輳が軽減され、帯域幅の使用が最適化されるため、全体的なパフォーマンスが向上します。
を使用する利点 イーサネットスイッチ ホームネットワーク
ネットワーク パフォーマンスの向上
- イーサネット スイッチは衝突を減らし、デバイス間のデータ トラフィックを効率的に管理して直接通信を可能にします。これにより、特に多数のデバイスがある家庭では、接続が高速で信頼性が高まります。
拡張されたスケーラビリティ
- イーサネット スイッチを使用すると、パフォーマンスを犠牲にすることなく、コンピューター、ゲーム コンソール、スマート TV などの複数の有線デバイスをネットワークに接続できます。
帯域幅の利用率向上
- スイッチは、データを特定のデバイスに送信することで帯域幅の使用を最適化し、ネットワーク上での不要なデータ転送を防ぎます。
有線接続の低遅延
- イーサネット スイッチは、ワイヤレス アクセス ポイントに比べて低遅延の接続を提供するため、オンライン ゲームやビデオ会議のアクティビティに最適です。
セットアップと使用の容易さ
- ほとんどの家庭用イーサネット スイッチはプラグ アンド プレイであり、ネットワーク トラフィックを効果的に管理する前に最小限の構成が必要です。
機能の探索 ハブ ネットワーキング

の役割を理解する ネットワークハブ
イーサネット デバイスは、ローカル エリア ネットワークで多数のデバイスを接続するための基本的なネットワーク ガジェットです。このデバイスは、1 台のマシンからデータ パケットを受信し、それを他のすべての接続されたマシンに配信する中枢として機能します。ハブは使いやすいですが、接続されたデバイスを区別しないため、ネットワークの混雑を引き起こし、効率が低下します。そのため、今日のネットワークでは、データ トラフィックを効率的に管理するために、ハブの代わりにスイッチなどのより高度な機器が使用されています。
どのように ハブ 異なる スイッチ?
ハブとスイッチの違いは、ネットワーク内のデータ フローを管理する方法です。つまり、ハブは、受信データ パケットを、その宛先を気にすることなく、ネットワーク上の接続されたすべてのデバイスに送信します。最初の方法であるパケット フラッディングでは、多数のデバイスが同時に通信しようとすると、トラフィックの効率が低下し、衝突が発生する可能性があります。このような衝突が発生するたびに、ネットワークはパケットを再送信する必要があり、遅延が発生し、特に大規模ネットワークでは効率が低下します。
一方、スイッチはこれよりも高度な機能を備えています。スイッチは、MAC (メディア アクセス コントロール) アドレス テーブルを使用して、接続されているすべてのデバイスの特定のハードウェア アドレスを検出します。データが送信されると、スイッチを経由して宛先に到達するため、不要なトラフィックが最小限に抑えられ、効率的なネットワーク機能が可能になります。最新のスイッチでは、通信デバイスによる信号の同時送信または受信を可能にするデュプレックス通信も実行できるため、スループットがさらに最適化されます。
パフォーマンスの点では、すべてのデバイスが同じデータ転送速度を使用するため、ハブの帯域幅は通常大幅に低くなります。たとえば、100 Mbps のハブでは、その帯域幅は接続されているすべてのデバイスに分配されます。ただし、スイッチは各リンクに専用の帯域幅を提供します。たとえば、ギガビット スイッチは、接続する各デバイスに 1 Gbps 全体を割り当てることができるため、今日の帯域幅を大量に消費するアプリケーションに適しています。
また、ハブと比較すると、スイッチはセキュリティが向上しています。これにより、不正なデバイスによる通信の傍受が減り、データ パケットが目的の受信者に直接送信されるため、データ漏洩の可能性が減ります。さらに、高度なマネージド スイッチには、VLAN (仮想ローカル エリア ネットワーク) サポート、ポート ミラーリング、サービス品質 (QoS) 制御などの機能も備わっており、これらは現代の多層ネットワークの管理に不可欠です。
ハブはコストが安いため、初期のネットワークでは広く使用されていましたが、現在ではスイッチに大きく置き換えられています。しかし、効率的で安全かつ高速なネットワークに対するニーズが高まっているため、スイッチは家庭環境と企業環境の両方で欠かせないテクノロジーになっています。
一般的な用途 ハブ 現代のネットワーク
スイッチと比較すると、ハブは時代遅れの技術とみなされていますが、特定のケースでは役に立ちます。一般的な用途の 1 つは、パフォーマンスよりもシンプルさが優先される小規模な研究室やテスト環境です。テストの場合、ハブはトラフィック管理やセグメンテーションを必要とせずに複数のデバイスを接続するシンプルで安価な方法を提供します。
もう 1 つの例は、ネットワーク パケット分析です。このような場合には、ハブを使用できます。ハブは、ポート ミラーリングを行う代わりに、接続されているすべてのデバイスにすべての受信データと送信データを送信するためです。この機能により、ハブはネットワーク構成のトラブルシューティングや実験に適しています。
さらに、基本的な現代のネットワーク標準さえサポートしていない古いデバイスをハブ経由で接続できるケースもいくつかあるかもしれません。ハブの利点はプラグアンドプレイ性にあり、大規模な構成を必要としない環境で役立ちます。ただし、このような状況は非常にまれであることに留意する必要があります。さらに、速度の低下やパケット衝突などのパフォーマンスの制限により非効率になることが多く、現代のほとんどのネットワーク要件には実用的ではありません。その結果、より高度なネットワークソリューションが開発されるにつれて、このテクノロジの使用は時間とともに減少し続けています。
どちらを選ぶか スイッチ フォルダーとその下に ハブ?

考慮すべき要素: 帯域幅と 接続性
スイッチを使用するかハブを使用するかの決定は、帯域幅と接続性に依存し、ネットワークのパフォーマンスと効率に大きく影響します。
帯域幅の割り当て
ハブは共有帯域幅で動作するため、ハブに接続されているすべてのデバイスがその特定のネットワーク セグメントで利用可能な総容量を共有することになります。たとえば、10 Mbps のハブでは、リンクされているすべてのデバイスがその 10 Mbps をめぐって互いに競合する必要があり、デバイスを追加すると大幅な速度低下が発生します。一方、スイッチは接続されたすべてのデバイスに個別の帯域幅を割り当てます。実際、最新のスイッチの中には最大 1 Gbps 以上をサポートできるものもあり、ハイエンドのスイッチでは 40 Gbps まで提供できるため、ネットワーク負荷が高い場合でも通信できます。
スイッチハブの接続数はネットワークのパフォーマンスに大きな影響を与える可能性があります。
ほとんどのハブは限られた数の接続 (通常は 4 ~ 24 ポート) しか処理できませんが、デバイスを追加すると機能が低下します。一方、スイッチは、データ転送の信頼性と効率を犠牲にすることなく、8 ~ 48 ポートまたはそれ以上のポートを備えたセットアップを提供することで、より大規模で非常に不安定なネットワークに対応します。さらに、スイッチを使用すると、ユーザーは全二重通信モードを使用して相互に通信できるため、情報の送受信を同時に実行でき、全体的なスループットが向上します。
ネットワークのスケーリング
将来の拡張性を考えると、スイッチを使用する方が賢明です。スイッチを使用すると、大規模なネットワーク全体で安全で高速なリンクを実現し、パケット衝突やブロードキャスト トラフィックの発生を減らすことができるからです。ハブは、共有帯域幅と半二重通信に依存しているため、増大するネットワーク要求や複雑化するネットワーク要求に対応する能力が限られています。
強力で拡張可能、かつ高性能なネットワーク インフラストラクチャを求める企業や個人にとって、帯域幅と接続性のニーズを優先するスイッチは最適な選択肢です。
いつ選択するか スイッチ オーバー ハブ
ほぼすべてのネットワーク状況において、スイッチはハブよりも最適な選択肢です。特に、データ速度が速い現代の状況ではそうです。ハブは接続されているすべてのポートにデータをブロードキャストしますが、スイッチは意図した受信ポートにのみデータを送信するため、効率が向上します。一方、相互接続されたすべての部分にデータを配布するハブとは異なり、スイッチは宛先ポートにのみデータを送信できるため、操作がより効率的かつ安全になります。
たとえば、大量のファイル転送やビデオ会議の要件があるオフィスなど、持続可能なネットワーク速度が求められる場所では、スイッチは最大 1 Gbps のスループット、または一部の高度なモデルでは 10 Gbps のスループットを実現できます。ハブは半二重モードで動作するため、速度が低下し、衝突が頻繁に発生するため、この役割には使用できません。さらに、スイッチは、VLAN (仮想ローカル エリア ネットワーク) や Quality of Service (QoS) などの機能を促進し、企業環境のミッション クリティカルなネットワークでトラフィックを分離し、帯域幅を優先することができます。
考慮すべきもう 802.3 つの側面は、電力消費です。ハブは複雑さが軽減された結果、消費電力がわずかに少なくなりますが、スイッチは近年、より省エネなデバイスに進化しており、多くのスイッチには、トラフィックのピーク時以外での電力使用量を削減する Energy Efficient Ethernet (IEEE XNUMXaz) 機能が搭載されています。
スケーラビリティ、信頼性、ネットワーク リソースの効率的な利用は、あらゆる種類のアプリケーションでハブよりもスイッチを選択すべき 3 つの理由です。接続の需要が最小限の家庭内ネットワークではハブでも機能しますが、企業ネットワークでは、優れた信頼性の高いパフォーマンスを実現するためにスイッチングが不可欠であり、それ以上の変更は必要ありません。
コスト比較: イーサネットスイッチ vs ハブ
コストに関しては、ハブはシンプルで機能が限られているため、通常は安価です。一方、スイッチは最初は高価に思えるかもしれません。それでも、トラフィック管理やエネルギー効率向上プロトコルなどの機能によって実現されるネットワーク パフォーマンスの向上とエネルギー消費の削減により、長期的なメリットがあります。将来のネットワーク成長に適応でき、信頼性と拡張性が向上し、投資に見合う価値があるため、私はスイッチを選択します。
設定する 8ポートイーサネットスイッチ あなたのための ホームネットワーク

インストール手順 8ポートイーサネットスイッチ
箱を開けて機器を確認する
まず、8 ポート イーサネット スイッチを開梱して、電源アダプタやインストール ガイドを含むすべてのコンポーネントが無傷であることを確認しました。
適切な場所を選択してください。
- 電源にアクセスし、ケーブルの乱雑さを最小限に抑えるために、モデムまたはルーターの近くの風通しの良い場所に設置しました。
イーサネットケーブルを接続する
- 1 本のケーブルをルーターの LAN ポートの 1 つからスイッチのポートの 1 つに接続します。また、他のイーサネット コードをスイッチの別のポートに接続して、PC、テレビ、ビデオ ゲーム コンソールを接続します。
スイッチをオンにする
電源アダプターを差し込んだ後、電源を入れました。インジケーター ライトが点灯し、アクティブな接続と動作状態が確認できました。
ネットワーク接続をテストする
最後に、これを設定した後、接続されたさまざまなデバイスが適切にインターネットにアクセスし、安定したネットワーク パフォーマンスを備えていることを確認しました。
最大化 帯域幅 効率的な ケーブル マネジメント
ネットワーク帯域幅を最大化し、最適なパフォーマンスを維持するには、効果的なケーブル管理が必要です。ケーブルの配置が適切でないと、信号が干渉され、データ パケットが失われ、有線ネットワークの速度が低下する可能性があります。これらの問題を回避するには、次の戦略とデータからの洞察が必要です。
高品質のケーブルを使用する
高速な情報伝送速度に対応するように特別に設計された、Cat 6 や Cat 6a などの高性能イーサネット ケーブルに投資してください。たとえば、短距離 (最大 55 メートル) では、Cat 6 ケーブルは最大 10 Gbps の速度をサポートできます。信頼性の高いネットワーク システムの実現に寄与するクロストークと干渉は、適切なシールドと構造的完全性によって回避できます。
ケーブル長の最適化
遅延と信号劣化を最小限に抑えるには、接続ケーブルの長さをできるだけ短くしてください。調査によると、ケーブルが長くなると、特に 100 メートルを超えると伝送速度が低下し、データ配信が遅れることになります。ケーブルタイ、ベルクロ ストラップ、またはブラケットを使用してケーブルをきちんと配線し、たるみを防いでください。
電源ケーブルとデータケーブルを分離する
イーサネット ケーブルを電力線と並行に配線すると、電磁干渉 (EMI) が発生し、帯域幅のパフォーマンスに悪影響を与える可能性があります。この問題を回避するには、主にイーサネット スイッチ ハブを使用する場合に、データ ケーブルと電源コードの間に少なくとも 12 インチの距離を確保する必要があります。
マネージドスイッチを導入する
マネージド ネットワーク スイッチは、帯域幅の使用状況を効果的に監視し、優先順位を付ける機能を備えています。たとえば、Quality of Service (QoS) 設定により、VoIP 通話やオンライン ゲームなど、遅延の影響を受けやすいアプリケーションのトラフィックの優先順位付けが容易になり、帯域幅の使用率が最適化されます。
定期的なメンテナンスの実施
コネクタに緩みや損傷がないか確認し、摩耗したケーブルは交換してください。最近の調査によると、接続のメンテナンスが不十分だと、ネットワーク効率が最大 30% 低下する可能性があります。ピーク パフォーマンスを向上させるには、定期的に検査を行って適切なインフラストラクチャ サポートを確認する必要があります。
これらのガイドラインに従うことで、ユーザーは、今日のデジタル環境で必要とされる、よりスムーズなデータ転送、干渉の低減、より高速なネットワーク速度を体験できるようになります。
他のものと統合する ネットワークデバイス ような ルータ と PoEスイッチ
ネットワークが正しく効果的に機能するには、ルーターと Power over Ethernet (PoE) スイッチの統合が必要です。したがって、適切に統合されたシステムでは、データ フローが良好になり、電力供給がより簡単になり、デバイス操作が向上します。これらの最新のルーターを PoE スイッチと組み合わせると、IP カメラ、VoIP 電話、ワイヤレス アクセス ポイントへの電力の集中管理と供給が容易になり、個別の電源コードが不要になります。
集中管理による効率化
PoE スイッチと併用すると、高度なルーターは、VLAN (仮想ローカル エリア ネットワーク) やリンク アグリゲーションなどのプロトコルを使用してトラフィックを分割し、データの移動を分離して強化することができます。中規模ビジネス ネットワークの最大 75% で、PoE で VLAN を構成するとデータ利用率が向上したという報告があります。これにより、不要な輻輳がなくなり、8 ポート スイッチ ハブのパフォーマンスが最適化されます。
コストと設置上の利点
PoE のようなソリューションを使用すると、エンドポイントで必要な追加の電源コンセントの数が減り、電力とデータが 40 本のイーサネット ケーブル内で統合されるため、設置コストが削減されます。調査によると、PoE テクノロジと上流ルーターの実装によって、ネットワーク デバイスの導入費用が約 XNUMX パーセント削減されると推定されています。
スケーラビリティと将来の拡張性
ネットワークを拡張する場合、SD-WAN (ソフトウェア定義の広域ネットワーク) などの高度な機能を備えたルーターは、PoE スイッチやイーサネット スイッチ ハブと併用すると便利です。このようにして、モノのインターネット (IoT) ガジェットなどの新しいテクノロジーとの互換性を損なうことなく、ネットワークは成長し続けます。業界の推定によると、38.6 年までに 2025 億を超える IoT デバイスが、電源と接続のためにこのような複合システムに依存するようになります。
企業がルーターと PoE スイッチの総合的な機能を活用できれば、よりスケーラブルでコスト効率に優れた、高いレベルのパフォーマンスを発揮するネットワークを実現できます。統合により、ますます接続性が増す世界において適応性が確実に確保されます。
理解する ファーストイーサネット と ギガビット テクノロジー

何ですか ファーストイーサネット?
ファスト イーサネットは、IEEE 802.3u として標準化されたネットワーク テクノロジであり、最大 100 Mbps のデータ転送速度を実現します。これは、わずか 10 Mbps だった元のイーサネット標準の 5 倍の速度です。半二重または全二重通信モードで動作できるため、さまざまな種類のネットワークに適しています。主にカテゴリ 5 (CatXNUMX) ケーブルを使用しますが、光ファイバーもサポートしているため、長距離まで適用できます。
このテクノロジーは、古いシステムとギガビット イーサネットなどの高速接続とのギャップを埋めるのに不可欠なものとなっています。ローカル エリア ネットワーク (LAN) のパフォーマンスを向上させるために設計されているにもかかわらず、ファスト イーサネットは、中小企業や低速の GbE 環境からの移行で 100 Mbps 程度の帯域幅で十分なシナリオでも依然として有効です。たとえば、ファスト イーサネットの遅延は通常 XNUMX マイクロ秒程度で、リアルタイムのビデオ会議や VoIP が問題なく動作するレベルです。
ファスト イーサネットは、古い技術であるにもかかわらず、ギガビット イーサネットに比べてコスト効率が高く、さまざまなハードウェアと互換性があることが、時間の経過とともに実証されてきました。ほとんどの産業用デバイスと組み込みシステムでは、IoT 展開で効果的な接続を実現するために、通常イーサネット スイッチ ハブを介して接続されるファスト イーサネットが依然として使用されています。現在の統計によると、超高速転送速度を必要としない現代のインフラストラクチャでは、依然としてファスト イーサネットが重要であり、その永続的な重要性が示されています。
のメリット ギガビット オーバー ファーストイーサネット
高度なイーサネット ケーブルは、データ転送速度を上げるためによく使用されます。
- たとえば、ギガビット イーサネットは最大 1,000 Mbps まで到達できます。これは、ファスト イーサネットの 100 Mbps の XNUMX 倍です。したがって、ギガビット イーサネットは、巨大なファイル転送、HD ビデオ ストリーミング、仮想化環境などの高スループット アプリケーションに最適です。たとえば、ギガビット イーサネットは、ネットワーク全体で大規模なデータ セットを共有しながら、転送時間を大幅に短縮し、全体的な生産性を向上させます。
スケーラビリティ
- 企業がデータ量の多いアプリケーションにますます依存するようになるにつれ、ギガビット イーサネットは成長するネットワークに必要な拡張性を提供します。また、クラウド コンピューティングなどの高度なテクノロジーと統合し、パフォーマンスを低下させることなく、より多くの接続デバイスに対応します。
将来を保証する
ギガビット イーサネットを導入すると、ネットワークが将来の要件に対応できるようになります。現在のパフォーマンス ニーズを満たし、新しいテクノロジともうまく連携します。さらに、このシステムはマルチギガビットまたは 10 ギガビット イーサネット システムへの移行をサポートしているため、組織のニーズが変化した場合にも最適な選択肢となります。
ネットワークのボトルネックの解消
- 帯域幅容量の増加により、特に多くのユーザーが同時に作業している場合やネットワーク トラフィックが重い場合に、輻輳が軽減され、データ フローがより効率的になるため、データベース クエリ、クラウド バックアップ、ストリーミング サービスなどの重要な操作に影響を及ぼす可能性のある輻輳による中断がなくなります。
高度なアプリケーションのサポートが向上
- ギガビット イーサネットは、VoIP 通信、リアルタイム ミーティング用のビデオ会議、インターネット ゲームなど、遅延の影響を受けやすい操作に最適です。遅延とパケット数のドロップが低減されるため、共同作業やミッション クリティカルなプロセスに必要な、より途切れのない信頼性の高いユーザー エクスペリエンスが実現します。
コストとパフォーマンスのメリットの比較
- ギガビット イーサネット ハードウェアの初期価格はファスト イーサネットよりも高いかもしれませんが、価格差は縮まっています。パフォーマンスの向上により、高い生産性と長期的な投資利益を目標とする企業にとって、この出費は正当化されます。多くの調査によると、ネットワークをギガビットにアップグレードすると、コストの増加なしにスループットが 50% 向上することが示されています。
最新機器との互換性
- そのため、ほとんどの新しいガジェット、特にラップトップ、サーバー、スイッチには、ギガビット イーサネットをサポートするインターフェイスが搭載されています。これにより、互換性が向上し、統合が容易になり、ネットワーク構成が簡素化され、追加のアダプターや互換性レイヤーが不要になります。
エネルギー効率の高い設計
- また、Energy-Efficient Ethernet (EEE) などの新しいタイプのギガビット イーサネット テクノロジーもあり、アクティビティが少ないときに消費電力が少なくなります。これにより電気料金が節約され、品質を損なうことなく持続可能性の目標に沿うことができます。
適切な速度を選択する ネットワークデバイス
可能な限り最高のパフォーマンスとコスト効率を実現するために、デバイスに適切なネットワーク速度を選択する際に考慮すべき要素がいくつかあります。
デバイスの帯域幅要件
現代のソフトウェアやサービスでは、一定の帯域幅が必要になることがよくあります。たとえば、25K ビデオのストリーミング、ビデオ会議の開催、クラウドベースのアプリケーションの使用には、デバイスごとに 4 Mbps が必要になる場合があります。ビジネスでデータ集約型アプリを利用する場合は、最大 1,000 Mbps の接続を提供する XNUMX つのギガビット イーサネットを通じて、中断のないマルチタスクを実現できます。
ネットワークのスケーラビリティ
イーサネット ケーブルで接続されたユーザーやデバイスの増加が予想される企業は、10 ギガビット イーサネットへの移行など、速度のアップグレードが必要になる場合があります。この設定は 10,000 Mbps を超える速度に対応しているため、データ センターや内部トラフィックの多い環境に最適です。一方、ギガビット イーサネットは、中程度の要件を持つ中小企業に適しています。
レイテンシとパフォーマンスの指標
金融取引やオンライン ゲームなどの時間に敏感なアクティビティは、レイテンシによって大きく影響を受けます。ほとんどの場合、ギガビット イーサネットのレイテンシは 10 ミリ秒未満と低く、ほとんどのユース ケースではこれで十分です。ただし、リアルタイム AI 計算などのより高度なアプリケーションでは、レイテンシをできるだけ低く抑えるために、たとえば XNUMX ギガビットの高速スループットが必要になります。
本文では、ネットワーク速度がパフォーマンスを向上させると、スイッチ、ルーター、ケーブルなどのインフラストラクチャのアップグレードに追加の費用がかかるということを強調しています。ネットワーク技術の進歩により、今日ではファスト イーサネットからギガビットへの変更は 35 年前よりも約 2012% 安くなっています (Muller 他、XNUMX)。予算配分では、運用上のニーズに対する投資収益率を常に考慮する必要があります。
1. コストに関する考慮事項
ネットワークの速度が速くなるとパフォーマンスは向上しますが、スイッチ、ルーター、ケーブルなどのインフラストラクチャのアップグレードに関連するコストも増加します。ネットワーク テクノロジーの進歩により、現在、ファスト イーサネットからギガビットへの移行コストは 35 年前よりも約 2012% 削減されています (Muller 他、XNUMX)。予算編成の際には、運用ニーズに対する ROI を特定することが非常に重要です。
2. 将来を見据えたネットワークの構築
7 Gbps を超える速度を提供する Wi-Fi 40 などのテクノロジーにより、理論的にはネットワークの将来性を確保することが必須となっています。スケーラブルなイーサネット インフラストラクチャに投資することで、進化する標準との互換性が確保され、導入直後の高額なオーバーホールを回避できます。
3. これらの要素を評価して、パフォーマンスの要求と運用の持続可能性のバランスについて情報に基づいた決定を下します。適切な速度を選択すると、ネットワークは中断を最小限に抑えて既存および将来のワークロードに対応できます。
よくある質問(FAQ)
Q: イーサネット スイッチとハブの主な違いは何ですか?
A: データ転送に関しては、イーサネット スイッチはハブとは動作が異なります。ハブは受信したすべてのデータをネットワーク上のすべてのデバイスにブロードキャストしますが、スイッチは MAC アドレスを使用してパケットを適切な宛先にのみインテリジェントに送信します。ただし、トラフィック管理に関しては、ネットワーク スイッチの方が多くのマシン間でより効率的で信頼性があります。
Q: ハブと比較して、イーサネット スイッチはどのように機能しますか?
A: イーサネット スイッチは、各受信パケットの MAC アドレスを調べ、それを目的の受信者にのみ転送することで機能します。一方、ハブは、そのメッセージがどのコンピューターに向けられたものであるかに関係なく、受信した内容を接続されたデバイスに複製するだけです。これらのスイッチは、ネットワークの輻輳を軽減してパフォーマンスを向上させる選択的転送テクノロジを採用しています。
Q: ハブではなくイーサネット スイッチを使用する利点は何ですか?
A: ハブの代わりにイーサネットを使用すると、ネットワーク パフォーマンスの向上、衝突の減少、セキュリティ機能の向上、全二重通信のサポート、VLAN の作成など、いくつかの利点があります。さらに、イーサネット ハブとは異なり、これらのスイッチは各ポートに専用の帯域幅を提供し、スイッチを介して接続されたすべてのデバイス間で帯域幅を共有します。
Q: ホーム ネットワークにイーサネット スイッチの代わりにハブを使用できますか?
A: 技術的には、そのように使用できますが、イーサネット ハブとスイッチの違いにより、主に推奨されません。後者は、他のスイッチよりも効率的で安全で高性能であると考えられています。現代のネットワーク、さらには家庭でも、データ処理能力とセキュリティ ネットワーク スイッチの向上により、大きなメリットが得られます。さらに、イーサネット ハブは段階的に廃止され、スイッチが主流になりつつあるため、重要性が薄れつつあります。
Q: マネージド イーサネット スイッチとアンマネージド イーサネット スイッチの違いは何ですか?
A: マネージド スイッチには通常、より優れた制御および構成オプションがあり、管理者はトラフィックを監視し、VLAN を設定し、サービス品質 (QoS) ポリシーを実装できます。一方、アンマネージド スイッチは一般的にプラグ アンド プレイ デバイスであり、構成は不要であるため、より簡単ですが柔軟性は低くなります。アンマネージド スイッチはほとんどのホーム ネットワークに十分ですが、より大規模または複雑なネットワーク環境では通常、マネージド スイッチが使用されます。
Q: イーサネット スイッチやハブに付属するポートの通常の番号は何ですか?
イーサネット スイッチとハブには、さまざまなニーズに対応するためにさまざまなポートが付属しています。家庭や小規模オフィス向けの標準オプションには、4、8、または 16 ポートがあります。より大規模なネットワーク スイッチを使用すると、より大きな LAN を構築でき、使用可能なポートの数は 24,48、XNUMX またはそれ以上になります。必要なイーサネット ポートの数は、ネットワークに接続する予定の複数のデバイスの数によって異なります。
Q: イーサネット スプリッターはどのような機能を持ちますか? また、スイッチやハブとどう違うのですか?
A: イーサネット スプリッターは、2 つのデバイスが 1 つのケーブルまたはジャックを共有できるようにするシンプルなデバイスですが、スイッチング ハブのように複数のデバイスを接続することはできません。ただし、ネットワーク スイッチとは異なり、スプリッターは信号を増幅せず、短距離でのみ使用できます。配線や追加のジャックを節約したい場合には便利ですが、これらのガジェットは、動作環境全体を形成するスイッチやハブなどのシステムを置き換えることはできません。
Q: イーサネット スイッチはデータ転送速度をどのように管理しますか?
A: イーサネット スイッチは、一般的に Mbps (メガビット/秒) または Gbps (ギガビット/秒) で測定されるさまざまな伝送速度をサポートする場合があります。ネットワーク スイッチの速度は通常、10/100 Mbps、10/100/1000 Mbps (ギガビットとも呼ばれます) で、高性能ネットワークの要求に応じてさらに高速になります。スイッチは、接続されたデバイスごとに最適な速度を自動的に確立できるため、LAN のパフォーマンスを最大限に高めることができます。
参照ソース
1. IoT通信向けQoSプロビジョニング対応低コストSDNベーススイッチの開発(Nguyen 他、2018、220–225 ページ)
主な調査結果:
- IoT 通信における QoS プロビジョニングとスケーラビリティをサポートするために、Raspberry Pi 3、Raspbian OS、Open vSwitch ソフトウェアをベースにした低コストのプロトタイプ スイッチが開発されました。
- このスイッチは、OpenFlow1.3 の仕様に準拠したギガビット イーサネット ポートをサポートできます。
- このアプローチにより、スイッチを、SDN コントローラの制御プログラムによって制御されるハブ、スイッチ、ルーター、ファイアウォールなどのさまざまな機能を備えたネットワーク デバイスとして使用できるようになります。
- SDN は、研究者がこの組み込み SDN フレームワークの実験で示したよりも柔軟性と QoS プロビジョニング機能が高くなる可能性があります。
方法論:
- 研究者たちは、安価なハードウェアと無料のソフトウェアを使用して、手頃な価格の SDN スイッチのプロトタイプを作成しました。
- 彼らは、スイッチング システムのシステム構成とパフォーマンスを確認するテスト実験をいくつか行いました。
- また、発明した SDN スイッチの QoS プロビジョニング機能をテストするデモ シナリオも実施しました。
2. EdgeP4: 触覚サイバーフィジカルシステム向けP4プログラマブルエッジインテリジェントイーサネットスイッチ(グナニら、2023)
主な成果:
- 4 つのエッジ インテリジェンス アルゴリズムが pXNUMX ベースのエンド スイッチに実装され、ローカルで修正信号を計算して提供することで、フィードバック信号がネットワークを通過する必要がなくなりました。
- これにより、遠隔手術などの触覚サイバーフィジカルシステムの制御ループの遅延とネットワーク負荷が軽減されます。
- 最初のアルゴリズム「ポーズ補正」は、産業用ロボットに接続されたエッジ スイッチに配置されており、往復の遅延は 100 μs 未満です。
- 一方、「震え抑制」と呼ばれる 99.9 番目のアルゴリズムは、人間のオペレーターのシステムに接続されたエッジ スイッチに配置され、ネットワーク負荷を最大 XNUMX% 削減します。
方法論
- 研究者らは、イーサネット物理層 (PHY) 内でリモート メモリ アクセス用のネットワーク プロトコル スタック全体を実装する際に、MAC 層によって課せられる遅延と帯域幅のオーバーヘッドを克服しました。
- さらに、並列反復マッチング (PIM) アルゴリズムにヒントを得て、イーサネット スイッチの PHY 内のメモリ トラフィック用の高速集中型ネットワーク内スケジューラを設計しました。
- FPGA テストベッドと大規模なネットワーク シミュレーションを使用して、ソリューションのパフォーマンスをテストします。
3. EDAS法を用いた無線ネットワーク環境評価(Rathor & Agrawal、2023、1 ~ 5 ページ)
主な調査結果:
- さまざまなネットワーク ソリューションを評価するために、バイトあたりのコスト、総帯域幅、許容帯域幅、使用率、パケット遅延、パケット ジッター、パケット損失などのさまざまなパラメーターが使用されました。
- EDAS (平均解からの距離に基づく評価) 方式は最良の解として特定されていますが、この完璧な解からの距離が最大となるものは最適ではないとみなされます。
- 評価されたパラメータの中で、許容帯域幅が最も高く評価され、次いでパケット ジッタが最下位となりました。
方法論:
- 調査員は、Web ブラウジングのストリーミング プロトコルや伝送制御プロトコルなど、選択されたネットワーク パフォーマンス パラメータについて VoIP 分析を実施しました。
- また、EDAS を通じて、最も適切なネットワーク ソリューションやさまざまな基準の相対的な重要性を決定するために何を実装する必要があるかを評価しました。