インストラクター：このレッスンでは､
ある場所から別の場所へ､ またあるデバイスから別のデバイスへデータを転送するために使われる､
さまざまなタイプのネットワーク・ハードウェアについてお話しします｡
音声､ ビデオ､ データのいずれを伝送するにしても､ これらのものはすべて､
本来の機能を果たすためにネットワークを通過する必要がある｡
では､ 何がネットワークを構成しているのか？
ネットワーク・コンポーネントとは､
ネットワーク・インターフェース・カード､ ハブ､
アンマネージド・スイッチ､ マネージド・スイッチ､ ワイヤレス・アクセス・ポイント､
ルーター､ ファイアウォール､ パッチパネル､ パワー・オーバー・イーサネット・デバイス､
ケーブルモデム､ デジタル加入者線モデム､ 光ネットワーク端末､
ソフトウェア定義ネットワークなどを指す｡
さて､ これらの用語の中には見覚えのあるものもあるだろうが､
そうでないものもある｡
だから､ このレッスンを進めるにあたって､ それぞれの項目について簡単に説明するつもりだ｡
まず､ NIC（ネットワーク・インターフェイス・カード）がある｡
現在､ ほとんどのコンピューターには､ ネットワークへのイーサネット接続を提供するネットワーク・インターフェース・カードが搭載されている｡
これはマザーボードに組み込むことも､
拡張カードとして追加することも､
USB接続を使って外部周辺機器として追加することもできる｡
このネットワーク・インターフェイス・カードは､ コンピュータをネットワークに接続するために使用される｡
また､ Cat 5以上のケーブルに依存する銅線NICを使って配線することができる｡
あるいは､ 有線ファイバーNICがあるかもしれない｡
そして､ これは光ファイバーケーブルに依存している｡
あるいはワイヤレスNICを使うかもしれない｡
そして､ これはWi-Fiの範囲である2.
4ギガヘルツから5ギガヘルツ｡
次にハブだ｡
ハブは古いネットワーク技術だが､
今でも現場で見かけることがある｡
さて､ ハブにはさまざまなポートがあり､
一般的には4～48ポートある｡
これにより､ 最大48台のコンピューターをこのハブに接続することができる｡
各コンピュータはハブの1つのポートに接続されている｡
さて､ ハブの仕組みは､ 有線インターフェイスを使うというものだ｡
最も一般的なのは､ 各ポートのRJ45コネクターに頼った有線の銅線接続だ｡
これは､ 毎秒10メガビットまたは毎秒100メガビットで動作するが､
通常､ それ以上の速度は出ない｡
ハブを扱う場合､ そのハブに接続されているすべてのコンピューターは､
そのハブのコリジョン・ドメインの一部とみなされる｡
これは､ ハブがいわゆるブロードキャスト・モードで動作するためである｡
私はハブのことを､ 30人の生徒がいる教室に座っているかのように考えたい｡
もし私がハブで､ クラスの全員が私と一緒に座っていて､
質問をしたいと思ったとしても､ 私は一人の人間であり､ 一度に一人の話しか聞くことができないから､ 全員が同時に質問することはできない｡
だからハブがあれば､ 2人が同時に話せば衝突することになる｡
今､ 教室の環境では､ まず手を挙げなければ話してはいけないとみんなに言うことで､
衝突をコントロールすることができる｡
この方法なら､ お互いに話し込むことなく､
非常にコントロールされた形で授業を進めることができる｡
しかし､ ハブにはその能力がない｡
そのため､ すべてのネットワーク・クライアント・デバイスは､
衝突が発生したことを検知すると､ 通話を停止する｡
ランダムに時間を選んでカウントアップし､
再送信を試みる｡
つまり､ 教室の例に戻れば､ メアリーとジョーが同時に話そうとすれば､
二人は立ち止まるだろう｡
3秒くらいかな｡
そしてもう1人は､ 2秒くらいで別の番号を選ぶ｡
そして､ 時間が経過した後（この場合は2秒）､
彼らは話し始める｡
そうすれば､ 3秒待っていた2人目の人は､
すでに誰かが話していることを聞き､ その人が話し終えるまで再び話すことはないからだ｡
これが理論上のハブの仕組みだ｡
というのも､ 1つのハブで4人が同時に話している場合､
衝突の可能性があるのは4人だけだからだ｡
しかし､ 48人を擁するような大規模なハブに移れば､
常に多くの衝突が起きていることになる｡
ハブの問題点はひとつだけだ｡
2つ目の問題は､ 同じ教室､ この場合は同じハブの中にいるため､
誰もがすべての発言を聞くことができるということだ｡
誰かがハブに何かを送ると､ ハブはそれをすべてのポートから再ブロードキャストする｡
そして､ 「ジェイソンにメッセージがあります｡ ジェイソンでない者は基本的に耳をふさいで聞こえないふりをする｡
しかし､ その気になれば､ これらの装置はすべてそれを聴くことができる｡
そして､ これらのネットワーク・クライアントが､
誰が話しかけられる対象になっているかを知る方法は､
MACアドレスと呼ばれる､ ローカル・エリア・ネットワーク上の独自のアドレスを使うことである｡
つまり､ ジェイソンのコンピューターにはMACアドレスがある｡
ジョーの店もそうだ｡
メアリーもそうだ｡
そうすることで､ ハブがメッセージを発信するときに､
『このメッセージはジェイソン宛です｡ 他のみんなはジェイソンじゃないから､
理屈の上では無視する｡
つまり､ ハブには2つの基本的な問題がある｡
ひとつは衝突だ｡
そしてもうひとつは､ 人々が耳をふさぎ､ 自分のために意図されていないトラフィックを聴いてしまう可能性があるということだ｡
この2つの問題を克服するために､ スイッチと呼ばれるものが作られた｡
現在､ スイッチは基本的にスマートハブである｡
そして､ それぞれのポートに誰が接続されているかを記憶するのだ｡
ハブのように､ 十分なポート数があれば､
1台のスイッチに4人から48人､
最大96人まで接続できる｡
さて､ 各ポートについて､ スイッチはそのポートに誰がいるかを記憶している｡
誰かが「ジェイソンに伝言がある」と言うと､
スイッチはその情報を受け取ったポートからジェイソンのいるポートに切り替える｡
そうすれば､ ジェイソンだけにそのメッセージが伝わる｡
これでセキュリティが強化されるだけでなく､
ジェイソンだけがジェイソンのポートでデータを受信し､
スイッチ上の他のすべてのポートにブロードキャストされることがなくなるため､ コリジョンの発生も防ぐことができる｡
スイッチを使えば､
一度に複数の人が会話することができる｡
これにより､ ネットワークのスピードが向上し､
セキュリティも強化される｡
スイッチに関しては､
2つのカテゴリーに分類される｡
これらはアンマネージド・スイッチとマネージド・スイッチとして知られている｡
現在､ アンマネージド・スイッチは､ いかなるコンフィギュレーションも必要とせずにその機能を実行する｡
基本的には､ 箱から取り出して､ プラグを差し込み､
人を接続すれば､ あとは操作するだけだ｡
これは本当に素晴らしい｡
一般的に､ これは小規模オフィスやホームオフィス環境で､ 4ポートや8ポートのスイッチなど､
非常に小規模なネットワークを扱う場合に使用される｡
大規模なネットワークを扱うようになれば､
もう少しパワフルなものに移行したくなるだろう｡
そして､ ここからマネージド・スイッチに移行することになる｡
さて､ 箱から出したマネージド・スイッチは､ 設定するまではアンマネージド・スイッチと同じように動作する｡
一度設定すれば､ 802.NETを有効にするなどのセキュリティ強化も含め､
様々な設定が可能になります｡
1X.
MACフィルタリングのようなことができる｡
あるいは､ 同じスイッチ上でバーチャル・ローカル・エリア・ネットワークを構成することもできる｡
通常､ 24ポートや48ポートのスイッチを備えた大規模なオフィス環境で作業する場合､
これらはマネージド・スイッチになる｡
そして､ セキュリティや運用上の要件に応じて､ さまざまなことができるように設定することができる｡
次に説明したいのは､ ワイヤレス・アクセス・ポイントと呼ばれるものだ｡
ワイヤレスアクセスポイントは､
ワイヤレスデバイスを有線ネットワークに接続するためのデバイスで､
事実上､ メディアコンバーターとして機能し､ 電波を通過する無線周波数信号を､ Cat 5またはCat 6ケーブル接続でスイッチに接続される銅線の電気信号に変換します｡
これにより､ 有線ネットワークをワイヤレス領域に拡張することができる｡
これまでの人生で､ ほとんどの人がWi-Fiを使ったことがあるだろう｡
そして､ それこそが私たちが話していることなのだ｡
ワイヤレスアクセスポイントを使えば､ 有線ネットワークをワイヤレス領域に拡張し､
ワイヤレスクライアントがネットワークに接続してネットワーク上のサービスにアクセスしたり､
インターネット接続にアクセスしてインターネットに接続したりできるようになります｡
次にルーターについて｡
さて､ ルーターは2つの異なるネットワークを接続するために使われる｡
そして通常､ IPアドレスと呼ばれる論理アドレスに基づいて､
あるネットワークから次のネットワークへのインテリジェントな転送決定を行うために使用される｡
さて､ このIPアドレス､ つまりインターネット・プロトコルのアドレスは､ 使用しているネットワークに応じてIPバージョン4かIPバージョン6のアドレスになるか､
あるいはその両方を使用することになる｡
ルーティング・プロトコルは他にもあるが､ 最近のルーターのほとんどはIPに依存している｡
しかし最近では､ ほとんどすべてのネットワークがIP（インターネット・プロトコル）に依存している｡
だから､ 私たちはそこに集中するつもりだ｡
さて､ ルーターを扱う場合､ 複数の異なるネットワークを接続することになる｡
最も一般的なのは､
スモールオフィスやホームオフィスの環境で､
ローカルエリアネットワークやコンピューターをインターネットに接続する場合だ｡
つまり､ インターネット・サービス・プロバイダとローカル・エリア・ネットワークの間にルーターを設置することになる｡
一般的に､ スモールオフィスやホームオフィスの環境では､
インターネットサービスプロバイダから､
DSL､ ケーブル､ またはファイバーモデム､ ワイヤレスアクセスポイント､
4ポートスイッチ､ ルーター､ ファイアウォールを含む単一の組み合わせデバイスを入手することになります｡
ファイアウォールと呼ばれる次のデバイスを紹介しよう｡
そして企業ネットワークでは､ ファイアウォールを別のデバイスとして持つことになる｡
しかし､ 小規模オフィスやホームオフィスの環境では､
多くの場合､ ファイアウォールはISPが提供するデバイスに統合される｡
ファイアウォールとは､ アクセス制御リストと呼ばれるさまざまなルールで構成されるデバイスのことで､
ネットワークに出入りするトラフィックをスキャンしてブロックする｡
これがファイアウォールの役割だ｡
基本的には､ ネットワークの境界に位置するセキュリティ・ガードだ｡
ネットワークに出入りするものはすべてファイアウォールを通過し､
検査される｡
そして､ 設定したルールに基づいて､ ネットワークに出入りしようとするトラフィックをブロック､
許可､ またはドロップすることができる｡
さて､ ファイアウォールはセキュリティのために素晴らしいものだ｡
そして時が経つにつれて､ 彼らはどんどん良くなっている｡
最近では､ ファイアウォールに加えて､ UTM（統合脅威管理アプライアンス）と呼ばれるものもある｡
また､ ファイアウォールだけでなく､ スパムガードやアンチウイルスソリューションなど､
他の機能もこの1台のデバイスに統合されている｡
しかし､ ファイアウォールはファイアウォールであることに変わりはない｡
次に紹介するのは､ パッチ・パネルと呼ばれる装置だ｡
さて､ パッチ・パネルとは､ ネットワーク・ジャックを壁から中央のエリアにケーブルで接続するための装置である｡
そして､ この裏側はパッチパネルとして知られている｡
パッチ・パネルは､ ネットワーク・ジャックから壁の中を通るケーブルを､ パネル背面のパンチダウン・ブロックで一箇所に終端できるようにするものだ｡
パネルの反対側には､ 配線済みのRJ45ポートがあり､
Cat5､ Cat6､ Cat7､ またはCat8のパッチケーブルで接続し､
それらをスイッチに接続する｡
なぜパッチ・パネルが必要なのか？
「なぜこれを直接スイッチに接続できないのか？ まあ､ これは長期的なネットワーク・サポートの可能性とコスト削減ということになる｡
スモールオフィスやホームオフィス環境､ あるいは小規模な企業では､
まともなスイッチでも500ドルから1,000ドルはする｡
しかし､ パッチ・パネルはわずか50ドル程度だ｡
スイッチに直接物を抜き差ししていると､
ポートが摩耗して壊れてしまうことがある｡
そして､ そのポートの1つが壊れても､
交換することはできない｡
その代わり､ まったく新しいスイッチが必要だ｡
しかし､ パッチ・パネルであれば､ ポートのひとつが壊れても､ その部分だけ､
あるいはパッチ・パネル全体を50ドル以下で交換することができる｡
つまり､ スイッチに直接プラグインする代わりにパッチパネルを使用することで､
多くの節約になる｡
そして､ より長期的なサポートが可能になる｡
ほとんどのオフィスや企業ネットワークでは､ ウォールジャックはパッチパネルに接続され､
パッチパネルはスイッチにケーブル接続されます｡
そして､ これはコスト削減とサポート性の向上に役立つ｡
次に説明するのは､ パワー・オーバー・イーサネット（PoE）です｡
パワー・オーバー・イーサネットとは､ 一部のスイッチやその他の機器の機能で､
スイッチ・ポートから通常のデータ・ケーブルを経由して電力機器に電力を供給することができる｡
これらのPD（パワー・デバイス）には､ カメラ､ ボイスオーバーIPハンドセット､
ワイヤレス・アクセス・ポイントなどがある｡
しかし､ 重要なのは､ このケーブル1本で､
データと電源の両方をデバイスに供給できるということだ｡
このため､ 機器の隣にコンセントを置く必要がない｡
さて､ PoEには3つの種類がある｡
8025がある｡ 3af､ 802. 3at､ および
802. 3bt｡
さて､ 802を扱う場合だ｡ 3afは､ パワー・オーバー・イーサネットの最も古いバージョンである｡
そしてこれは､ 実際に最小限の電力しか引き出せないことを意味する｡
802を扱う場合 3afでは､ 電力機器は約13ワットしか電力を消費できない｡
そのため､ ボイスオーバーIPハンドセットのようなものには有効だが､
ワイヤレス・アクセス・ポイントのような他の大電力デバイスにはあまり向いていない｡
さて､ 802を扱う場合だ｡ 3at､ これはPoEプラスとしても知られている｡
これにより､ パワーデバイスは802の13ワットではなく､ 最大25ワットまで消費することができる｡
3afである｡
さて､ 3つ目は802だ｡ 3bt｡
そして､ これはPoEプラス・プラス､ または4P PoEとして知られている｡
そしてこれは､ タイプ3の機器には最大51ワット､ タイプ4の機器には最大73ワットの電力を供給するために使用できる｡
これは､ パワー・オーバー・イーサネットで供給できる大量の電力だ｡
さて､ これらすべてにおいて､ 使用するためには3つの異なるものを持っている必要がある｡
まず最初に｡ この3つのレベルのいずれかでパワー・オーバー・イーサネットをサポートするスイッチが必要です｡
第二に､ これをサポートする適切なケーブル配線が必要だ｡
一般に､ パワー・オーバー・イーサネットの高出力に対応するため､
Cat 6以上を使用したい｡
そして3つ目は､ 電源装置が必要だということだ｡
VoIPハンドセット､ カメラ､ ワイヤレス・アクセス・ポイントなど､ イーサネット・ケーブル経由で送られてくるデータと電力を使用するデバイスだ｡
現在､ PoEが必要な機器もあり､
PoEスイッチがない場合もある｡
この場合､ パワーインジェクターと呼ばれるアフターマーケットの装置を使うことができる｡
パワーインジェクターは基本的に､ コンセントに直接差し込んで電力を供給する｡
そして､ 電源の入っていないスイッチからイーサネット・ケーブルをこのパワー・インジェクターに接続する｡
そして､ 反対側に出て､ そのラインからデバイスに電力を供給する｡
つまり､ 非PoEスイッチであるスイッチからパワーインジェクターにケーブルがつながっている｡
そして､ パワーインジェクターからパワーデバイスへ｡
パワーインジェクターは､ ケーブルの中間部分に電力を注入する｡
次に紹介するのは､ ケーブルモデムと呼ばれる機器だ｡
さて､ ケーブルモデムは､ 同軸ケーブルから電波として入ってくる同軸ケーブル信号を､
他のネットワークで使えるように変換する装置である｡
このケーブルモデムはコンバーターとして機能し､
同軸ケーブルから送られてくる信号を電気インパルスに変換し､
銅製のシールドなしツイストペアケーブルを使って通常のイーサネットネットワークに送り出し､
ルーターやゲートウェイに接続する｡
次に､ デジタル加入者線（DSLモデム）｡
ケーブルモデムと同様､ DSLモデムもこの変換技術を使いますが､
同軸ケーブル上の無線周波数からではなく､ 一般的な電話回線から入ってくる信号を､
一般的な銅製のシールドなしツイストペアケーブル上の他のネットワークで使えるように変換します｡
次に紹介するのは､ ONTと呼ばれる光ネットワーク端末だ｡
外界とのファイバー接続を使用する場合､ そのケーブルを終端するためにONTまたは光ネットワーク端末を使用することになる｡
光ファイバー接続がONTに入ると､ ONTはメディアコンバーターとして機能し､
光ファイバーから入ってくる光信号を電気信号に変換し､
銅線のシールドなしツイストペアケーブルからルーターやネットワークのゲートウェイに送り返します｡
そして私たちが持っている最後の装置は､ 実際には装置ではなく､
コンセプトのようなものだ｡
これはSDN（ソフトウェア定義ネットワーキング）として知られている｡
さて､ Software Defined NetworkingまたはSoftware
Defined Networkは､
今お話ししたように､ 基盤となるネットワーク・ハードウェアを仮想化する方法です｡
ルーター､ スイッチ､ ファイアウォール､
これらすべてのデバイスをクラウドベースの同等のものに変換し､ ソフトウェアを使ってやりとりできるようにする｡
そこで､ ソフトウェア定義ネットワーキングの出番となる｡
ソフトウェア・デファインド・ネットワーキングを扱う場合､ デバイスが動作するさまざまなレイヤー､
つまりインフラ制御レイヤーとアプリケーション・レイヤーを別々のレイヤーに分解し､
ソフトウェアを使ってプログラム的に相互作用させることで､
ネットワーキングの世界で複数の物理デバイスにまたがってさまざまな機能を実行できるようになりますが､ そのすべてをソフトウェアの観点から行います｡