Cisco Systems社認定資格であるCCNA（Cisco Certified Network Associate）出題範囲における技術について、定期的にご紹介します。
CCNA資格は【ICND1】【ICND2】の2つの試験に合格することで取得できます。
今回はICND1の出題範囲であるスイッチのMACアドレス学習について説明します。
スイッチはどうやって通信しているの？
スイッチはMACアドレスを使って通信する機器になります。OSI参照モデルでいう第2層のデータリンク層にあたり、そこで主に通信するスイッチをレイヤ2スイッチと呼びます。
＜図1.OSI参照モデル＞
MACアドレスで通信できると何が違うの？
MACアドレスを使用して通信するとフラッディングを減らすことができます。フラッディングとはフレームが受信したポート以外のすべてのポートから送出することをいいます。
＜図2.フラッディング＞
このフラッディングが多くなると通信の必要のない範囲までフレームが届いてしまいます。そうなると通信する機器の台数が多ければ多いほど通信効率が悪くなってしまいます。そこでスイッチはMACアドレスをMACアドレステーブルに登録しポートに接続されている機器を把握することができます。そのため無駄な通信をなくすことができます。下記の図はAからBの通信の流れを示したものになります。
＜図3.フレームの受信＞
最初はMACアドレステーブルにMACアドレスは登録されていないので、フレームの送信元のMACアドレス、つまり送信元であるAのMACアドレスを受信したポート(F0/0)と関連付けてMACアドレステーブルに登録します。そうすることによってFa0/0にAが接続されていることがわかるようになります (図3参照)。
＜図4.フラッディング2＞
スイッチは受信したフレームの宛先MACアドレスを見て目的の宛先(B)に対してフレームを送ろうとしますがMACアドレステーブルにBのMACアドレスが登録されていないためどこに送ったらいいかわかりません。なので、フラッディングをして受信したポート以外のポートに対してフレームを送ります（図4参照）。
＜図5.Bからの応答＞
Cは自分宛のフレームではないので破棄をします。Bは自分宛のフレームの為、受信し、必要ならばAに対して応答を返します。この際、スイッチはBからのフレームを受信したポートと送信元であるBのMACアドレスをMACアドレステーブルに関連付けて登録します(図5参照)。
＜図6.AからBの通信＞
このようにスイッチはMACアドレスをMACアドレステーブルに登録し、次のPCAからPCBの通信をする際はMACアドレステーブルにそれぞれのMACアドレスが登録されているためフラッディングをせず通信することが可能になります(図6参照)。
ただし5分間通信が行われなかったMACアドレスがあった場合、そのMACアドレスはMACアドレステーブルから削除されます。
MACアドレステーブルの表示
もしスイッチのMACアドレステーブルを表示させたい場合、特権モードで下記のコマンドを実施して下さい。
＜図7.MACアドレステーブル確認コマンド＞
＜図8.MACアドレステーブル表示例＞
静的にMACアドレスを登録
これまで動的にMACアドレスが登録されていましたが人の手によって静的にMACアドレスを登録することが可能です。
＜図9.MACアドレス 静的設定コマンド＞
CCNA試験対策は座学だけでなく、実機を使った学習が大切です。
今回ご紹介したコマンドはぜひご自身で入力して試してみて下さい。
