はじめに
ネットワークにおいて、異なるLANを接続するための「LAN間接続装置」は重要な役割を果たす。
企業や家庭のネットワーク環境では、ルータやスイッチ、ブリッジ、ゲートウェイなどの装置を適切に利用することで、効率的な通信が可能となる。
本記事では、基本情報技術者試験（令和6年）科目A 問8 の問題を通して、代表的なLAN間接続装置の特徴を解説していく。
基本情報技術者試験（科目A）問8の問題
試験問題
LAN間接続装置に関する記述のうち，適切なものはどれか。
ア. ゲートウェイは，OSI基本参照モデルにおける第1～3層だけのプロトコルを変換する。
イ. ブリッジは，IPアドレスを基にしてフレームを中継する。
ウ. リピータは，同種のセグメント間で信号を増幅することによって伝送距離を延長する。
エ. ルータは，MACアドレスを基にしてフレームを中継する。
解答と解説
この問題の正解は 「ウ」 だ。では、それぞれの選択肢が何を意味するのか詳しく見ていこう。
1. リピータ（Repeater）
リピータ は、ネットワーク内の信号を増幅することで、物理的な伝送距離を延長する装置である。
OSI基本参照モデルの 第1層（物理層） で動作し、データの内容を理解することなく、単純に信号を増幅・整形する役割を果たす。
リピータの役割
- 有線LANの信号は、長距離伝送すると減衰するため、リピータを使用して信号を増幅することで、通信可能な範囲を広げる。
- 例えば、イーサネットの最大ケーブル長（100m）を超えて通信を行いたい場合に利用される。
この説明が「リピータは、同種のセグメント間で信号を増幅することによって伝送距離を延長する」という選択肢と一致するため、正解となる。
2. ゲートウェイ（Gateway）
ゲートウェイ は、異なるネットワークやプロトコルを接続するための装置である。
例えば、IPネットワークと電話網のように、異なる通信方式をつなぐ場合に使われる。
ゲートウェイの特徴
- OSI基本参照モデルの 全層（第1～7層） に関与することができる。
- 例えば、メールのSMTP ↔ POP変換や、IPv4 ↔ IPv6の通信変換などを行う。
したがって、「ゲートウェイは、OSI基本参照モデルにおける第1～3層だけのプロトコルを変換する」 という説明は間違いである。
3. ブリッジ（Bridge）
ブリッジ は、ネットワーク内のフレームを中継し、異なるセグメント間の通信を最適化する装置である。OSI基本参照モデルの 第2層（データリンク層） で動作する。
ブリッジの役割
- MACアドレスをもとにフレームを転送する。
- 送信元・宛先のアドレスを学習し、無駄な通信を減らす。
- 例えば、大規模なLAN内で不要なトラフィックを抑えるために利用される。
一方、この問題の選択肢では「IPアドレスを基にしてフレームを中継する」と記述されている。
しかし、IPアドレスを利用するのは ルータ（第3層） であり、ブリッジは MACアドレスを使用 するため、この説明は誤りである。
4. ルータ（Router）
ルータ は、異なるネットワーク間のデータ転送を行う装置であり、IPアドレスを基にパケットの転送を行う。これは、OSI基本参照モデルの 第3層（ネットワーク層） で動作する。
ルータの特徴
- IPアドレスをもとに、最適な経路を選択してデータを転送する。
- LANとWAN、あるいは異なるLANを接続するために使用される。
- 例えば、家庭用のWi-Fiルータは、インターネット（WAN）と家庭内LANを接続する役割を果たす。
この問題の選択肢では、「ルータは、MACアドレスを基にしてフレームを中継する。」と記述されているが、ルータはMACアドレスではなく IPアドレスを使用 するため、誤りである。
LAN間接続装置のまとめ
以下の表に、各装置の特徴を整理した。
| 装置名 | OSI層 | 役割 | 問題の選択肢 | 正誤 |
|---|---|---|---|---|
| リピータ（Repeater） | 第1層（物理層） | 信号を増幅し、伝送距離を延長 | ウ（正解） | ✅ |
| ブリッジ（Bridge） | 第2層（データリンク層） | MACアドレスを基にして通信を中継 | イ（誤り） | ❌ |
| ルータ（Router） | 第3層（ネットワーク層） | IPアドレスを基にして通信を中継 | エ（誤り） | ❌ |
| ゲートウェイ（Gateway） | 全層（第1～7層） | 異なるプロトコルの変換 | ア（誤り） | ❌ |
まとめ
今回の試験問題では、「LAN間接続装置に関する記述のうち、適切なもの」として、「リピータは、同種のセグメント間で信号を増幅することによって伝送距離を延長する」が正解だった。
各装置の役割を理解することで、ネットワーク設計やトラブルシューティングの際に役立つ知識となる。
特に、ルータとブリッジ、ゲートウェイの違いを明確にしておくと、実務でもスムーズにネットワーク機器を扱えるようになるだろう。
LANの構築やインターネットの仕組みに興味がある人は、これを機にさらに深掘りしてみるのも面白いかもしれない。
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