企業ネットワークやデータセンターの構築において、スイッチはネットワーク インフラストラクチャの重要な部分として重要な役割を果たします。帯域幅の需要が増加し続けるにつれて、従来のスイッチの伝送速度は、特にデータ トラフィックが急増したときに、需要を満たせなくなることがよくあります。これらの課題に対応するために、マルチレート スイッチが登場しました。マルチレート スイッチの登場により、ネットワーク管理者はさまざまなネットワーク デバイスと伝送速度をサポートする柔軟性が向上し、互換性を維持しながらネットワーク帯域幅が大幅に増加し、ネットワーク技術のさらなる発展が促進されます。
マルチレートスイッチの定義
マルチレート スイッチ (マルチギガビット スイッチとも呼ばれる) は、複数の異なるレートをサポートできるスイッチです。従来の固定レート スイッチとは異なり、マルチレート スイッチは必要に応じてポートのレートを動的に調整できます。通常、これらのスイッチは 1Gbps から 100Gbps までの伝送レートをサポートでき、複数のレートを同時にサポートします。たとえば、特定のスイッチのポートは、さまざまなデバイスのアクセス ニーズを満たすために、1Gbps、2.5Gbps、5Gbps、10Gbps などのレートを同時にサポートできます。
この柔軟性により、マルチレート スイッチは高速ネットワーク環境に適応し、帯域幅の使用率を向上させるための重要なツールになります。
マルチレートスイッチの動作原理
オートネゴシエーション
マルチレート スイッチでは、多くの場合、自動ネゴシエーション メカニズムが採用されています。このメカニズムにより、スイッチ ポートは接続されたデバイスと「通信」して、最適な通信速度を自動的に識別し、ネゴシエートすることができます。スイッチ ポートが異なる速度のデバイスに接続すると、データ転送に適切な速度が自動的に選択されます。たとえば、ポートが 10 Gbps をサポートするデバイスに接続し、別のデバイスが 1 Gbps しかサポートしていない場合、スイッチは互換性を確保するために 1 Gbps の速度に調整します。
マルチレートのサポート
マルチレート スイッチのポートは、ハードウェアまたはソフトウェア実装を通じてさまざまなレートをサポートします。ハードウェア設計には通常、物理層デバイス (PHY) と、さまざまな伝送レートをサポートするマルチレート モジュールが含まれています。デバイス間でデータを転送する場合、スイッチは接続されたデバイスの機能に基づいて適切なレートを選択します。これにより、デバイスの互換性が向上するだけでなく、ネットワーク トポロジの変更に応じてポート レートを柔軟に調整できるため、過剰な投資を回避できます。
仮想化とセグメンテーション機能
最新のマルチレート スイッチでは、ネットワーク仮想化テクノロジが広く使用されています。これらのスイッチは、必要に応じて異なる速度のトラフィックをセグメント化し、それぞれに専用チャネルを割り当てて、スムーズな伝送を保証します。さらに、マルチレート スイッチには通常、効率的なトラフィック スケジューリング機能と優先度管理機能があり、トラフィックの種類に基づいて転送速度を動的に調整して、輻輳やボトルネックを回避します。
マルチレートスイッチの機能
マルチレート スイッチは、さまざまなデバイスやアプリケーションの需要を満たすために、さまざまなイーサネット速度を動的に調整および適応できるネットワーク デバイスです。これらのスイッチは、100M、1GE、2.5GE、5GE、10GE Base-T など、複数のイーサネット ポート速度をサポートし、メガビットからギガビット レートまでの柔軟な速度切り替えを可能にします。これらのスイッチは、通常、802.3Gbps および 2.5Gbps の速度仕様を含む IEEE 5bz などの最新のイーサネット標準に基づいており、ケーブルを交換することなく、既存の Cat5e および Cat6 ケーブルよりも高い伝送速度を実現します。
マルチレート スイッチの基本的な動作原理は、イーサネット フレームのスイッチングと転送に基づいています。OSI モデルのデータ リンク層で動作するこれらのスイッチは、MAC アドレスを識別してデータを転送します。インターフェイスと接続されたデバイス間の関連付けを記録する MAC アドレス テーブルを維持し、直接転送を可能にします。スイッチはデータ フレームを受信すると、宛先 MAC アドレスをチェックします。アドレスが MAC アドレス テーブルにある場合は、フレームを対応するポートに転送します。アドレスがない場合は、正しい受信者を見つけるためにブロードキャストが必要になる場合があります。