ライブラリー
導入事例
WEBカタログ
プレゼンテーション素材集
製品写真
製品外観図
メール配信サービス
ネットワーク構築講座 | ワークグループネットワーク構築編
ワークグループネットワークとは
HUBを使用したワークグループネットワーク構築
HUBを使用したワークグループネットワーク構築例
スイッチを使用したワークグループネットワーク構築
スイッチを使用したワークグループネットワーク構築例
ワークグループネットワークとは
ワークグループネットワークとは、バックボーン(基幹ネットワーク)配下に構成されるネットワークです。ビルのフロア毎に構成されるネットワークや、キャンパス内の学部棟毎に構築される比較的小規模なネットワークとなります。 また、小規模なネットワークにおいては、バックボーンがなく、ワークグループネットワーク自体が独立してネットワーク全体を構成する場合もあります。
ワークグループネットワーク構成には、パフォーマンスによる技術(Ethernet、FastEthernet、ATMなど)や配線形態(スター型、バス型など)による機器構成など、目的に合った構成方法を選択する必要があります。
HUBを使用したワークグループネットワーク構築
構築する環境、用途によって、利用するネットワーク機器にも選択の幅がでてきますが、比較的トラフィック(通信量)の少ないワークグループネットワーク環境においてはHUBが多く用いられます。

HUBは、伝送信号を中継するもので、複数の端末をスター型(LANにおける配線形態の一つ)に配線するための集線装置です。HUBと端末の接続はツイストペアケーブル(UTPケーブルとも呼ぶ)を用い、HUBのフロントポート数だけ端末を接続することができます。HUBと端末間の接続距離は最長100m(HUBを介した端末と端末間は最長200m)となっています。(HUBについての詳細は、ネットワーク機器講座HUB編をご覧下さい。)

このHUBで構成されたワークグループネットワークでは、HUBに接続されたすべての端末がひとつの伝送路で通信を行なうことになります。通信帯域が10Mbps(10Mbps対応のHUBで構成)であれば、そのネットワーク内のすべての端末で10Mbpsの帯域を共有します。通信帯域を共有するということは、そのネットワークに接続される端末が増加すればするほど、ネットワーク内のトラフィックも増加します。これは、通信パフォーマンスの低下を生む要因でもあり、HUBを使用したワークグループネットワークの構築において注意すべき点です。
ポートを拡張するにはHUBを接続する
端末が増加してくると、HUBのポート数が足りなくなってきます。そこでHUB同士を接続してポート数を拡張します。接続方法には、カスケード接続(多段接続)とスタック接続の2通りがあります。
(1) カスケード接続(多段接続)
  カスケード接続は、HUB同士をツイストペアケーブルで数珠繋ぎに接続していく方法です。 HUBの多くは、端末を接続するフロントポート(MDI−Xポート)の他に、カスケード接続用のポート(MDIポート)が用意されています。これらのHUBには、専用のカスケードポート(MDIポート)を持つタイプと、ディップスイッチにより、MDI−XポートとMDIポートを切り替えられるポートを持つタイプとがあります。また、HUB間を接続するツイストペアケーブルにはストレートとクロスの2タイプが有り、通常はMDIポートとMDI−Xポートをストレートケーブルで接続するのが一般的です。クロスケーブルを利用する場合は、MDIポート同士、MDI−Xポート同士を接続します。このカスケード接続は、他メーカーの機器同士でも接続可能です。カスケード接続は4段までという段数制限があります。(段数制限についての詳細は、ネットワーク機器講座HUB編をご覧下さい。)
(2) スタック接続
  スタック接続は、カスケード接続のようにHUB同士のポートをツイストペアケーブルで接続する形態ではなく、専用ケーブルまたは専用ラックで複数のHUB(スタック用HUB)を接続します。この場合、カスケード接続での段数制限(段数制限についての詳細は、ネットワーク機器講座HUB編をご覧下さい。)は受けずに、複数台スタックしても1台のHUBとしてみなされます。スタックできる台数は製品によって異なり、同一メーカー、同一製品同士でないと接続できないという条件が付きます。また、スタックしたHUBからさらにカスケード接続でポートを拡張させることも可能です。
10Mbps対応HUBと100Mbps対応HUBの距離制限
HUBには10Mbps対応HUBと、その10倍の伝送能力を持つ100Mbpsに対応したHUBがあります。100MbpsHUBには、ClassTとClassUの2つのタイプがあり、市場に出回っている製品のほとんどがClassUのタイプです。100MbpsHUB、10MbpsHUB同様にHUBと端末間は最長100m、HUBを介した端末と端末間は最長200mとなります。

HUBとHUB同士を接続するカスケード接続では、10Mbps対応HUBの場合、HUBとHUB間の接続距離は最長100m、接続できるHUBの台数は4台までで、100Mbps対応HUB(ClassU)の場合、接続距離は最長5m、接続できるHUBの台数は2台までとなります。(製品数としては少ないClassTのHUBはカスケード接続が不可能です。)10Mbpsの10倍の伝送速度である100Mbpsは、データの遅延時間を10Mbpsの1/10にしなくてはならない為、10MbpsHUB以上に厳しい制限を受けます。

また、距離制限の他に、ケーブルの選定にも注意が必要です。10MbpsHUBの場合はツイストペアケーブルのカテゴリ3、カテゴリ5の両方が利用できますが、100MbpsHUB同士、100MbpsHUBと端末の接続には、カテゴリ5を使用します。
以上のHUBの特長を踏まえた上で、HUBを使用したワークグループネットワークの構築例を紹介しましょう。

前提となる構築環境は100台以上の端末が接続され、メインフレームとの通信を行なうネットワークです。メインフレームへのアクセスはバックボーン(基幹ネットワーク)を越えて行われ、メインフレーム側はシステム部門で管理されています。ネットワークの使用状況としては、業務上ネットワークを介したアプリケーションの使用やファイル共有を行うことはあまりなく、主にメインフレームへの接続程度なので、端末数の割には比較的低トラフィックな環境となっています。
低トラフィックな環境におけるワークグループネットワーク
HUBを複数台カスケード接続すると管理するHUBの台数が多くなり、ネットワークの管理性が悪くなります。障害発生時には、障害の原因となっているHUBの切り分けが困難となり、また、端末増加時には、カスケード接続のHUBの段数制限を受けやすくなります。

この場合の構築のポイントは、ネットワーク管理機能付きHUBを使用し、ネットワーク管理を容易に行えるようにすると同時に、これらのHUBを専用ラックでスタック接続することで、端末増加時にも柔軟に対応ができるようにすることです。これにより複数台のHUBを1台のHUBとして構成できるため、ほとんどの場合HUBの段数制限も気にする必要がなくなります。さらにネットワーク管理機能付きHUBの使用でネットワーク管理が容易になり、障害発生時の対応も迅速に行うことができます。(ここで言うネットワーク管理とは、ネットワーク管理機能が搭載されたHUB(一般にインテリジェントHUBと呼ぶ)の通信状態やポート状態などを、遠隔地に設置された管理ソフトウェアから一括集中管理することです。)
スイッチを使用したワークグループネットワーク構築
小規模またはトラフィック(通信量)の少ないワークグループネットワーク環境においては、HUBを主に利用しますが、端末や通信量が増加してくると、HUBのみでネットワークを拡張していくのは困難です。これには次の2つの理由が考えられます。一つは、HUBで構成されたネットワークは、通信帯域を全端末で共有するため、端末の増加に伴って通信パフォーマンスが著しく低下し、100MbpsのHUBでも対応できないケースが出てきてしまうことです。もう一つは、HUBの段数制限による物理的な配線距離の限界です。

そこで、これらHUBで構成されるネットワークの問題を解決させ、かつ高速でアクセス効率の良いワークグループを構築するためには、スイッチ(スイッチングHUB)を導入する必要があります。(スイッチについての詳細は、ネットワーク機器講座スイッチ編をご覧下さい。)
スイッチの導入方法
ワークグループネットワークをスイッチで構築するには、そのネットワークの形態とトラフィックパターン(通信経路)をよく調べた上で導入していく必要があります。スイッチはHUBと違ってトラフィックを制御できるため、適切な場所に配置することが重要なポイントとなるわけです。既にHUBで構築されたネットワークがある場合、全てのHUBをスイッチに置き換えるのではなく、広い帯域幅が要求されている部分、すなわちボトルネックとなっている部分にピンポイントに導入していく方法が一般的です。

具体的な導入例としては、まず、端末が適宜自分のデータをネットワークに公開し、お互いデータをやりとりする形態(一般にピアツーピア型と呼ぶ)の場合、お互い頻繁に通信が行われる複数の端末群(主に部門、部署毎のネットワーク内端末)をまとめて1つのHUBに接続し、このようなグループをいくつか作ってそれらグループをスイッチの各ポートに接続する方法です。HUB配下で閉じたトラフィックが、それ以外の部分(スイッチの他ポート)に流出しないため、通信効率が向上し快適なネットワークが構築可能となるわけです。
ピアツーピア型のスイッチ導入方法
また、ある特定のサーバーに対して、ネットワーク上の端末からアクセスが集中する形態(一般にクライアント/サーバー型と呼ぶ)の場合は、10Mbpsのみに対応したスイッチでは十分な効果を得るのは難しくなります。例えば、スイッチの10Mbpsポートにサーバーを接続したとすると、そのポートに対して、他の10Mbpsポート(端末が接続されたポート)からのトラフィックが集中してしまうため、サーバーが接続されたポートがボトルネックとなってしまうからです。このような場合には、サーバーに高速な100Mbpsを提供できるスイッチ(10Mbpsのほかに100Mbpsポートを1、2ポート備えたスイッチ)を導入します。実際には、端末をHUBで収束し、その各HUBをスイッチの10Mbpsポートに接続し、スイッチの100Mbpsポート(ボトルネックとなりやすい幹線への経路を広帯域化するので、ビッグパイプとも呼ぶ)にはサーバーを接続します。サーバーへのアクセスを主体とした形態には、この構築方法が最適で効果的と言えます。
クライアント/サーバー型のスイッチ導入方法
スイッチの機能とその効果
スイッチには、「全二重通信(Full Duplex)」と「オートネゴシエーション(10/100Mbps自動認識)」という機能があります。
(1) 全二重通信(Full Duplex)
  全二重通信とは、送信と受信を同時に行なう双方向通信のことで、これを利用すれば、帯域幅は2倍になります。全二重通信を行なうためには、通信を行なう双方の機器がこれに対応している必要があります。スイッチは、スイッチングの技術によって、通常この機能が標準装備されていますが、HUBはこの機能に対応していません。またNIC(Network Interface Card)もこの機能に対応していないものがありますので、これらの機器との接続には注意が必要となります。効果的な使い方としては、スイッチでクライアント/サーバーシステムを構築する場合、サーバーポートを全二重通信にして倍の帯域で利用すると、あたかもビッグパイプを装備したスイッチのように利用することができます。これは、追加投資をすることなく帯域を拡張させるには有効な手段と言えます。
(2) オートネゴシエーション
  オートネゴシエーションは、通信を行なう機器同士がこの機能に対応していれば、常に最適な通信帯域(10Mbps/100Mbps)と通信方式(全二重/半二重)が自動設定される機能です。例えば、この機能に対応したスイッチと端末(NIC)を接続する場合、自動的に100Mbpsの全二重通信(この機能の最高通信モード)で接続されるわけです。
この機能の効果は、通信帯域、通信方式に合わせて機器を一つ一つセットアップする必要がないため、機器接続が容易に行える点です。また、10Mbpsから100Mbpsへの移行においても、機器の設定なしに柔軟に対応することができます。ワークグループネットワーク環境では、頻繁に端末が入れ替わったり、接続ポートを変えたりするため、この機能の効果は非常に大きいと言えます。
スイッチを使用したワークグループネットワーク構築例
以上のスイッチの特長を踏まえた上で、スイッチを使用したワークグループネットワークの構築例を紹介しましょう。

前提となる構築環境は、マルチメディア・アプリケーションを利用するような高トラフィックなネットワーク環境です。ワークグループ単位にクライアント/サーバーシステムが構築され、各端末はワークグループ内のサーバーへのアクセスを主に行なっているため、ワークグループ内は高トラフィックになっていますが、バックボーンへは電子メール等の比較的少量のデータが行き来するのみなので低トラフィックです。
 
ワークグループにトラフィックが集中するネットワーク
構築のポイントは、ワークグループ内をいかに高速化させるかです。各ワークグループに100Mbpsポートを2ポート装備した10Mbps対応スイッチを導入します。サーバーには100Mbpsポートを接続し、各端末は10Mbpsポートに接続することで、各ワークグループ内の全ての通信がスイッチング処理され、サーバーへのアクセスおよびワークグループ内の相互アクセスを共に高速化することができます。また、スイッチによって不要な通信パケットをバックボーンに転送させないなどのメリットもあります。

電子メール程度の通信しか行われていない低トラフィックなワークグループバックボーンの場合、まずスイッチに比べ安価な100Mbps対応HUBで接続を行ない、将来的にトラフィックが増加してきた時に100Mbps対応HUBを100Mbps対応スイッチに置き換えるという段階を経るとコスト効率が良いと言えるでしょう。HUBをスイッチに置き換えるだけで高速なスイッチングバックボーンに拡張させることが可能となります。

HUBやスイッチによるワークグループネットワークの構築について解説してきましたが、ご理解いただけましたでしょうか?アライドテレシスでは、多種多様なワークグループネットワーク構築にお応えできるHUBやスイッチをご用意しております。製品ラインナップを是非ご覧下さい。

アライドテレシスでは、ネットワーク構築のご相談や製品詳細に関してのご質問も承ります。 お気軽にお問い合わせ下さい。


PAGE TOP