図で解剖！スイッチ＆ルータ 第2回

家庭向け製品との違いを知ろう

高価な企業向けスイッチはここがすごい！

速度の差を吸収するフロー制御

　通信速度が異なる機器を相互接続するスイッチには、送受信するデータの流量を動的に制御する「フロー制御」の機能が必須となる。

　たとえば、サーバが100Mbps、クライアントが10Mbpsで接続されたスイッチを考えてみよう。サーバ－スイッチ間とスイッチ－クライアント間の速度には差があるため、サーバから送信されたデータは処理が間に合わず、徐々にスイッチのバッファに溜められていく。しかし、このままデータがサーバから流れてくると、いつかスイッチのバッファがオーバーフローして、データの消失事故が起こる。

　この事故を未然に防ぐためには、スイッチはバッファが溢れそうになるとサーバに対し送信を一時停止するよう合図を出す。そして合図が出されている間、サーバは送信を停止する、という機器間でのデータの流量調整機能が必要とされる。これがフロー制御である（図2）。

図2　バッファに溜まりすぎたパケットを空にするためのフロー制御

　Ethernetでは、送信停止の合図の出し方は、機器間の通信モードによって異なる。半二重通信では、①衝突が発生した時と同じジャム信号を受信側が送出する（擬似コリジョン方式）、②搬送波（キャリア信号）を受信側が送出する（擬似送信方式）のどちらかである。いずれの場合もサーバは送信を停止し、その間にスイッチはデータをクライアントへ送出し続けて、バッファを空にする。

　一方、全二重通信では、送信と受信は並行して行なわれるため、スイッチがジャム信号や搬送波を送信しても、送信側は送信を停止しない。その代わりに、「PAUSEフレーム」という特別なEthernetフレームを利用する。バッファが溢れそうになった受信側の機器は、送信側に対しPAUSEフレームを送る。送信側は、このフレームが受信側から送られている間は送信を中断して待機する。もちろんこのPAUSEフレームは、他の機器には影響しないようになっている^※2。

※2：他の機器には影響しない　PAUSEフレームの宛先には、特別なマルチキャストアドレスが使われる。このアドレスは中継が禁止されているため、スイッチが受信した場合でも、PAUSEフレームは他のポートへ転送されない。

　現在市販されているスイッチでは、前述したオートネゴシエーションによって、相手機器との間のフロー制御の方法を自動的に決定する。

（次ページ、「企業向けスイッチに求められる機能」に続く）