ＬＡＮの接続機器

ＬＡＮ接続機器の種類

ＬＡＮ回線を互いに接続したり、回線とホスト（パソコンやサーバなど）を接続したりする機器には、多くの種類があります。その主なものを掲げます。なお、ここではバス型のイーサネットを想定していますが、現在ではスター型が主流になり、ここでの接続機器はスイッチングハブへ移行しています。それで、ブリッジやルータなどの機器名は、ハードウエアではなく、ブリッジ機能やルータ機能のように機能や仕組みの説明だと理解してください。

物理層の機器

リピータ

伝送される信号を再生および中継するための装置です。
１本の幹線ケーブルで伝送する範囲をセグメントといいます。
ケーブル上を流れる電気信号は、伝送中にレベルが減衰・遅延などが発生して乱れてしまうので、１本のケーブル（セグメント）の最大長が決められています。それより長くするための機器がリピータです。

ハブ

集線装置です。幹線にハブをおいて、ハブからスター状に複数のホストをケーブルで接続します。
すべてのホストを幹線に直接接続したのでは、幹線が長くなるし、ホストの着脱のたびにＬＡＮを止めることになります。それを解決するための機器です。

リピートハブ

リピータとハブの機能をまとめたものです。
後述のスイッチングハブと対比した用語です。
リピートハブでは、受信したデータを接続した全ホストに送信するので、他ホスト宛てのパケットがホストに入ってくるので、受発信が混雑するしセキュリティ上の問題があります。それを解決できる（レイヤ２）スイッチングハブに移行し、利用されなくなりました。

ターミネータ（終端抵抗）

デイジーチェーン型の接続形態で末尾に接続される機器がないときに取り付ける機器。これがないとケーブルの末端から反射が起きるのを防ぎます。ＵＳＢなど近年の接続規格ではその対策が行われいるので、ターミネータは不要です。

ブリッジ

ブリッジは現在ではあまり使われていません。それなのに大きな行数を割いているのは、接続機器として基本的な機能を単純な構造でカバーしていること、スイッチンハブとの対比がしやすいこと、ＭＡＣアドレスをＩＰアドレスと置き換えればルータでもほぼ同じなことなどのためです。

セグメントとデータリンク

物理的に同じ信号が届く範囲の機器のグループをセグメントといいます。
　バス型やリング型では、１本の幹線で構成されるネットワーク、スター型ではハブなどから放射状に配置されるネットワークが基本的なセグメントであり、複数の基本的なセグメントをデータリンク層の接続機器で接続したネットワークもセグメントになります。
　次の定義によるセグメントがありますが、通常は同じ範囲になります。また、これらの総称として、あるいは省略語としてセグメントといいます。

• ＭＡＣアドレスセグメント
  ＭＡＣアドレスだけで送受信できる範囲
  
• ブロードキャストセグメント
  ブロードキャスト（全体への一斉送信）データが届く範囲
• コリジョンセグメント（コリジョンドメイン）
  複数の機器が信号を同時送信すると衝突が起きる範囲

データリンクとは、広義には、送信元の機器と受信先の機器が物理的、かつ論理的に接続されており、データ伝送が可能な状態になっていることですが、データリンク層でのデータリンクとは、ＭＡＣアドレスによりデータ伝送が可能になっていることをいいます。

セグメントとは接続できる範囲を重視した用語で、（狭義の）データリンクとはセグメント内で伝送可能の状態を重視した用語だと理解すればよいでしょう。 、

ブリッジの接続手順

• ブリッジは、いくつかのポート（ＬＡＮ接続口）があります。ここでは、ポート１側のセグメントをセグメント１、ポート２側をセグメント２、・・・とします。
• ブリッジは、それぞれのポートとそれに接続しているホストのＭＡＣアドレスの表（アドレステーブル）を持っています。
• セグメント１側のホストからのフレームを受け取ったとします。
• アドレステーブルのポート１に発信元ＭＡＣアドレスを追加します。
• アドレステーブルから送信先ＭＡＣアドレスを検索して該当ポート（セグメント）を取得します。
• 受信先ＭＡＣアドレスにより、次のルールで転送（フォワーディング機能）や遮断（フィルタルング）します。
  　　　発信元ＭＡＣアドレスと同じポート　　→　転送しない（フィルタリング）
  　　　発信元ＭＡＣアドレスと異なるポート　→　該当ポートに転送（ユニキャスト）
  　　　アドレステーブルにない　　　　　　　→　全ポートに転送（フラッディング）

アドレステーブルの学習機能

最初はアドレステーブルは空になっています。
発信元ＭＡＣアドレスを、送ってきたポートを対応づけます。
発信先ＭＡＣアドレスがアドレステーブルにない場合は、全ポートのホストに転送して、該当するホストがあれば、そのＭＡＣアドレスとポート番号をアドレステーブルに登録します。
このようにして、何度も転送している間に、接続しているすべてのホストがアドレステーブルに登録されます。
ホストが外されたらそのＭＡＣアドレスを削除します。
これにより、アドレステーブルは常に更新されます。

フィルタリング

２つのセグメントを結合して大きなセグメントにするには、リモートハブでも可能ですが、 リピートハブではすべてのフレームを他のセグメントへ流すので、フレームの個数が多くなり衝突（コリジョン）が発生しやすくなります。

それに対してブリッジによる結合では、フィルタリングにより、他のセグメントには不要なフレームが流れないので、衝突の派生は結合前と同じです。
　衝突の起こる範囲をコリジョンドメイン（コリジョンセグメント）といいます。コリジョンドメインを小さくするために、あえてセグメントを短くしてブリッジで接続することもあります。

ブリッジからスイッチングハブへ

初期のブリッジはポートが２個で、二つのセグメントを接続するだけでした。その後ポート数を増加したマルチポートブリッジが出現しました。
　しかし、ブリッジ内にはバスが１つしかないので、他セグメントに接続するフレームが同時に発生すると、ブリッジ内で待ちが生じてしまいます。そのため、ポート数を増加しても効果は限定的でした。
　（レイヤ２）スイッチングハブでは、スイッチング回路でポート間を接続するので、同時に複数のポート接続ができます。そのため、現在ではブリッジはスイッチングハブに移行しています。

ルータ

ルータはネットワーク層に属する機器です。ＬＡＮからインターネットなど外部ネットワークに接続するにはルータが必要になります。
　ブリッジはＭＡＣアドレスにより、フィルタリングや接続するセグメントを判断しているのに対していますが、ルータではＭＡＣアドレスではなく、ＩＰアドレスを用います。

その接続方法はブリッジと似ていますが、ブリッジのアドレステーブルに相当するルーティングテーブルが、ＩＰアドレスの付番規則と連携して、多様な機能に対応できるようになりました。これについては別章「経路制御」で取り扱います。

企業などでの大規模ＬＡＮでは、ＬＡＮであってもＩＰアドレスを使ったネットワーク層での利用がむしろ一般的になっており、ルータが重要な機器になっています。

ルータの発展

ブリッジとルータの機能を統合したものをブルータといいます。近年のルータは、ブリッジ機能を持つのが一般的で、これをルータというようになっています。
　ルータに相当するスイッチングハブをレイヤ３スイッチングハブといいます。ルータもレイヤ３スイッチングハブに移行しつつあります。

ゲートウェイ

トランスポート層より上のレイヤでの接続機器です。
　ＬＡＮを制御しているソフトウェアのことをＮＯＳ（Network ＯＳ）といいます。一般的にＬＡＮのＮＯＳではＴＣＰ/ＩＰが広く利用されていますが、それとは異なるＮＯＳを持っているネットワークや機器もあります。特に汎用コンピュータではメーカー独自のＮＯＳを用いていることもあります。
　異なるＮＯＳ（すなわち異なるプロトコル）間での通信では、ＯＳＩ参照モデルのアプリケーション層までも変換しないと正しい接続は期待できません。そのような変換までも行って接続するのがゲートウェイです。

ゲートウェイには、目的に応じて個別の機能に特化したものもあります。ファイアウォールやプロキシサーバもゲートウェイの一つです。

---

スイッチングハブ

スイッチングハブと従来接続機器の関係

従来の接続機器は、機器内部処理を主にソフトウェアで実現していました。その機能をスイッチ回路で実装したものをスイッチングハブといいます。
　スイッチングハブは、従来の接続機器と比較して内部処理が高速になること、近年はほとんどのＬＡＮがスター型イーサネットになり、その構築にはスイッチングハブが適していることから、スイッチングハブへの移行が進んでいます。

スイッチングハブは、その機能のＯＳＩ基本参照モデルのレイヤから。
　　レイヤ２スイッチングハブ：リピートハブ、ブリッジに相当する機能をもつ
　　レイヤ３スイッチングハブ：ルータに相当する機能をもつ
に区分されます。
　　レイヤ４以上はレイヤ７まで多様なものがあり、総称してマルチレイヤスイッチといいます。
　レイヤ間には上位互換があり、レイヤ３はレイヤ２の、レイヤ４はレイヤ３の機能をもっています。

スイッチングハブの特長

ＭＡＣアドレスの取得・更新、ポート間の転送などの機器内部処理は、従来の機器はソフトウェアで実現していました。スイッチングハブではＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）というスイッチ回路で実装しています。

• ホストに他の送信先へのフレームなどの無駄なフレームが来なくできます。
• 内部処理をハードウェア化することにより接続速度が高速化します。
• 内部で複数のセグメント間接続が同時にできるようになります。
• 衝突発生確率が小さいので、接続ホストが多くすることができます。
• カスケード（階層的）接続が多段階にできます。

現在のＬＡＮのほとんどは、スター型のイーサネットです。従来機器でも実現可能ですが、スイッチングハブはこの型によるＬＡＮ構築に適しています。

リピートハブとレイヤ２スイッチングハブ

上の特長をリピートハブとレイヤ２スイッチングハブを例にして説明します。
　　　　　　　　　　　リピートハブ　　レイヤ２スイッチングハブ
　　　対応層　　　　　物理層　　　　　データリンク層
　　　ＭＡＣアドレス　使わない　　　　使う
　　　送信先　　　　　ポート全体　　　受信先ＭＡＣアドレスのポートのみ
　　　通信方式　　　　半二重方式　　　全二重方式
　　　衝突発生　　　　発生しやすい　　発生しにくい

ポート１にフレームが到達したとします。

• リピートハブは、全てのポートに転送するので、受信先以外の他のホストへも転送します。無駄なトラフィックが生じるとともに、セキュリティの脆弱性もあります。
  レイヤ２スイッチングハブはＭＡＣアドレスとポート番号の対応表（アドレステーブル）を調べて、該当ホストにがけ転送するので、リピートハブの欠点を回避できます。
• リピートハブでは、転送中に全てのポートの回線を占有します。そのため、転送中にポート２にフレームが到達しても、衝突が起こり、ポート１の転送が終了するまで待たなければなりません。
  レイヤ２スイッチングハブは、ポート１のフレームの受信先はポート３、ポート２はポート４というように重複しないならば、同時に転送することができます（ポート２がポート３ならば衝突が生じます。 。
  しかも、リピートハブの通信方式は半二重方式ですので、送受信を同時にできませんが、レイヤ２スイッチングハブは全二重方式ですので、ポート１→ポート３、ポート３→ポート１の転送を同時にできます。
• リピートハブは、ハブ数を多くすると衝突が発生やすくなるので、限度があります。また、遅延が大きくなるので、多段階のカスケード接続ができません。
  レイヤ２スイッチングハブでは、このような制約がかなり緩和されるので。１台のレイヤ２スイッチングハブに多数のホストを接続したり、レイヤ２スイッチングハブを多段階に接続したりして、大規模ＬＡＮが構築できるのです。

ブリッジとレイヤ２スイッチングハブ

リピートハブとの対比で述べたレイヤ２スイッチングハブの内部処理の高速化や衝突の回避などの利点は、ブリッジとの対比でも同じです。ここでは、それ以外の違いを示します。

　　　　　　　　　　　ブリッジ　　　　　　　　レイヤ２スイッチングハブ
　　パソコンとの結線　クロスケーブル　　　　　ストレートケーブル
　　転送方式　　　　　ストア＆フォワード方式　＋ カットスルー方式など
　　ＶＬＡＮ　　　　　設定が困難　　　　　　　設定が容易

クロスケーブルとストレートケーブル

ツイストペアケーブルのピンには、ＭＤＩと送受信を反転させたＭＤＩ－Ｘがあります。ＭＤＩ同士、ＭＤＩ－Ｘ同士の接続にはクロスケーブル、ＭＤＩとＭＤＩ－Ｘ間では、ストレートケーブルで接続します。→参照：「ＬＡＮケーブル」
通常、パソコン側はＭＤＩです。バス型ＬＡＮの時代では、リピータやハブはＭＤＩ－Ｘでしたのでストレートケーブルで接続し、ブリッジやルータはＭＤＩでしたのでクロスケーブルが使われていました。
スイッチングハブはＭＤＩ－Ｘに統一されているので、パソコンとの接続はハブと同様にストレートケーブルで接続します（これがスイッチング［ハブ］と呼ばれる理由？）。

転送方式

• ストア＆フォワード方式
  いったん、すべてのフレームを受信、蓄積(ストア)してから、転送(フォワード)する方式です。
  ＣＲＣなどにエラーチェックをするので、転送中のビット誤りを検出・訂正できます。
  異速度調整やメディア変換等などが容易にできます。
  転送遅延時間が大きくなるのが欠点です。ブリッジでは、衝突の確率が高いので、転送を待つ時間がかかるので、この方式が適切でした。
• カットスルー方式
  受信先へのポートが接続したら、直ちに転送する方式です。
  レイヤ２スイッチングハブの特徴を生かした方式で、転送遅延時間を短縮できます。 しかし、誤り検出や異速度調整などができないため、レイヤ２スイッチングハブでもあまり採用されていません。
• 適応型カットスルー方式
  ストア＆フォワード方式とカットスルー方式の両機能を装備し、環境条件に応じて使いわける方式です。

ルータとレイヤ３スイッチングハブ

大規模ＬＡＮでも、すべてレイヤ２スイッチングハブで構成することは可能です。しかし、これではブロードキャストが社内のすべてのホストに流れるので、無駄なフレームで混雑してしまいますし、あるホストから他のホストが見えるなどセキュリティ上の問題があります。
　これを回避するには、ＬＡＮをいくつかのサブＬＡＮに分割し、サブＬＡＮ内はＭＡＣアドレスによるデータリンク層で通信し、サブＬＡＮ間はＩＰアドレスによるネットワーク層で通信するのが便利です。
　それで、企業などでの大規模ＬＡＮでは、ネットワーク層も用いたＬＡＮがむしろ一般的になっています。

従来はネットワーク層での接続装置としてルータが用いられていましたが、ブリッジがレイヤ２スイッチングハブに移行したように、ルータからレイヤ３スイッチングハブへの移行が進んできました。
　ルータとレイヤ３スイッチングハブの違いは、リピートハブやブリッジとレイヤ２スイッチングハブの違いですが、それに加えて、次の違いもあります。

ルータは、外部ネットワークとの接続が主目的です。外部ネットワークにはインターネットだけでなく専用回線など多様な形態があります。内部ネットワークでも歴史的にイーサネット以外の形態があります。ルータは、それらのプロトコルに対応しています（あるいは多様なルータがあります）。また、全体がソフトウェアにより管理しているので、ソフトウェアのバージョンアップによって機能追加が容易です。
　それに対して、レイヤ３スイッチングハブではＴＣＰ／ＩＰ（イーサネットとインターネット）を前提としています。ポートの種類もそれに限定されています（ＷＡＮインタフェースがない）し、機能追加は困難です。
　そのため、ルータのほうが適している利用環境は多くあります。

前述のサブＬＡＮは、部門別や業務別でまとめるのが好都合ですが、他部門が近接場所に存在することもありますし、同じ業務が場所的に集まっているとは限りません。
　このような場合、仮想的なグループ化が必要になります。それをＶＬＡＮといいます。
　ＶＬＡＮを構築するには、ルータよりもレイヤ３スイッチングハブのほうが容易です。

---

ＶＬＡＮ（Virtual Local Area Network）

ＶＬＡＮとは、ＬＡＮ構成を仮想化したものです。
　ここでのセグメントとは、ブロードキャストドメインのことです。
　一般には、物理的に近い場所にあるホストを一つのセグメントして管理しています。それに対してＶＬＡＮでは、部門や業務など非物理的な区分でセグメントにします。
　一つのスイッチングハブに属するホストを複数のセグメントに分割したり、複数のスイッチングハブに分散しているホストを仮想的に一つのセグメントにまとめたりすることができます。

ＶＬＡＮは、主に企業などでの大規模ＬＡＮの環境で、次のようなときに有効です。
　同一セグメント内（同一のハブに接続しているホスト間）の通信は許可するが他のセグメントへの通信は許可しないような規制が必要なことがあります。そのため、部門別や業務別などでセグメントを設定したいことがあります。例えば、
　一つのセグメントにある場所に多部門があるが、それを分離したい。
、ある業務の担当者が離れた場所にいる。あるいは、他の場所にパソコンを移して仕事をするなど、異セグメントに分散している。これを一つにまとめたい。
などがあります。

ＶＬＡＮの設定や運用にはスイッチンハブが適しています。
　スイッチングハブでは、スイッチ内部でポートの組み合わせを変更することにより、仮想的な分割ができます。
　ＶＬＡＮは、部分的にはレイヤ２スイッチングハブでも構築できますが、レイヤ３スイッチングハブにより効果が発揮されます。

ポートベースＶＬＡＮ

スイッチングハブのポートをグループ化してＶＬＡＮ番号をつけ、同じスイッチングハブにあってもＶＬＡＮ番号が違えば異なるセグメントとし、他のスイッチングハブにあっても同じセグメントであるとする方法です。

分割と連結の仕組み

• １台のスイッチングハブでのセグメント分割
  各ＶＬＡＮ番号に属するポート番号群のリストをもっています。ブロードキャストのときは、それにより、送信するポートを選択します。
• 複数のスイッチングハブ間のセグメント連結
  スイッチングハブ間をケーブルでつなぎます。そのため接続するスイッチングハブ数だけのポート（アクセスポート）を使います。 ブロードキャストのときは、自分に属する該当ポートだけでなく、接続しているスイッチングハブすべてに転送します。受け取ったスイッチングハブもリストをもっているので、転送するポートがわかります。

ポートをグループ化する方法

• スタティックＶＬＡＮ
  ＶＬＡＮリストを管理者が手動で設定します。グループに変化がないときに適しています。
• ダイナミックＶＬＡＮ
  リストを動的（自動的）に更新します。ホストをスイッチングハブに接続したときに、スイッチングハブが以下のようなホスト情報を得て更新します。
  違う場所にパソコンを移動するときなどに便利です。
  　・ＭＡＣベースＶＬＡＮ：ホストに固有なＭＡＣアドレス
  　・サブネットベースＶＬＡＮ：ホストに割り当てたＩＰアドレス
  　・ユーザベースＶＬＡＮ：利用者のユーザＩＤなど
  これらの情報はＶＭＰＳ（VLAN Management Policy Server）というサーバで管理しています。ダイナミックＶＬＡＮ設定ポートにホストが接続すると、スイッチングハブはそれがどのＶＬＡＮに属するかをＶＭＰＳに問い合わせます。
• 認証ＶＬＡＮ
  ＶＬＡＮにユーザ認証機能を加えた方式です。ＩＤとパスワードなどにより認証を得てアクセスします。どのＶＬＡＮへの接続を許可させるかは、ユーザ単位/グループ単位などでの設定ができます。技術的にはダイナミックＶＬＡＮになります。

タグＶＬＡＮ

タグＶＬＡＮは、スイッチングハブ間をリング型（トランクリンク）で接続して、フレームのヘッダにタグを加えて転送します。タグにはＶＬＡＮ番号があり、それをもつスイッチングハブだけがそれを受け取り処理をします。

スタティックＶＬＡＮがスター型で接続数のアクセスポートが必要なのに対して、タグＶＬＡＮはリング型なので、１個のポート（トランクポート）だけですみます。

オーバーラップポート

ポートベースＶＬＡＮでは、一つのポートは一つのＶＬＡＮだけに紐づけされます。これをクライアントポートといいます。
　それに対してタグＶＬＡＮでは、タグに認識情報を付けることによって一つのポートを複数のＶＬＡＮに所属させることができます。これをオーバーラップポートといいます。

企業の組織では、マトリクス組織やプロジェクトチームなど複数の業務を兼任することがあります。職階の上位者だけをグループ化したいこともあります。タグＶＬＡＮはこのような環境に適しています。

ＶＬＡＮとレイヤ３スイッチングハブ

上記のスイッチングハブ間接続は、データリンク層ですので、レイヤ２スイッチングハブだけでも構築できます。
　しかし、ＭＡＣアドレスでのポート選択ですので、ＩＰアドレス（特に社内で付番したプライベートＩＰアドレス）を用いたルーティング（経路制御）機能が使えません。これはかなり不便です。また、実務では社内ＬＡＮだけでなく、インターネットの利用も重要です。
　これらをレイヤ２スイッチングハブで行うにはルータを介することになります。

レイヤ３スイッチングハブはレイヤ２スイッチングハブとルータの機能をもっているので、スイッチングハブ間接続が容易になります。インターネット接続もできます。
　さらに、レイヤ３スイッチングハブは、筐体内に複数のＶＬＡＮを設置し、ＶＬＡＮ間のルーティング機能をもっています。
　このため、ホスト近傍場所に限定するならば、１台のレイヤ３スイッチングハブで高度なＶＬＡＮを構築できます。また、ホストと直接つなぐのではなく、レイヤ２スイッチングハブとつないで、どのレイヤ２スイッチングハブとだけつなぐかをレイヤ３スイッチングハブ内で選択することもできます。

---

関連事項

キャスティングの種類

以下のＭＡＣアドレスをＩＰアドレス、ブリッジをルータと読み替えると、スパニングツリーはネットワーク層にも適用されます。

ユニキャスト

１対１の通信です。ブリッジから見れば、単一ポートからの送信です。
アドレステーブルにより、受信先ＭＡＣアドレスのポート番号がわかっているときは、そのポートだけからホストに送信します。

フラッディング

受信先ＭＡＣアドレスがアドレステーブルにないとき、フレーム（ＭＡＣアドレスを付けたまま）全ポートから送信します。該当するホストは受け取り、他のホストは単に廃棄するだけです。

ブロードキャスト

ブロードキャストとは、セグメントに属する全ホストに通信することです。
逆に、ブロードキャストが伝わる範囲がセグメントであり、明示するためにブロードキャストドメインあるいはブロードキャストセグメントといいます。
未知のＭＡＣアドレスの存在を調べるＡＳＰ、ＩＰアドレスを割り当てるＤＨＣＰなど、ブロードキャストを使う機会は多くあります。
フラッディングとは異なり、ブロードキャストではブロードキャストアドレスという特定のＭＡＣアドレスを用います。

マルチキャスト

複数のホストをグループ（マルチキャストグループ）にして、マルチキャストアドレスという特殊なアドレスをつけることができます。
　マルチキャストグループへの参加、維持、離脱はホスト側で行います。それをブリッジやルータに通知するプロトコルをＩＧＭＰ（Internet Group Management Protocol）といいます。
ブリッジが送信先がマルチキャストアドレスであるフレームを受け取ると、ブロードキャストと同様に全ポートから送信して、グループに参加しているホストは受け取り、参加していないホストは廃棄します。

スパニングツリーとＳＴＰ

以下のＭＡＣアドレスをＩＰアドレス、ブリッジをルータと読み替えると、スパニングツリーはネットワーク層での経路制御にも適用されます。

多数のブリッジを接続すると、図のように複数の経路が存在する場合があります。一方の経路が故障したときの対策として、あるいは経路の複数化による高速化対策として意図的に設定されることもあります。
　しかし、ブロードキャストを行うときに、これがループを形成してしまい、無限にブロードキャストが繰り返されることがあります。それをブロードキャストストームといいます。

• 受信先ＭＡＣアドレスがブリッジＡのアドレステーブルにないので、接続しているブリッジＢとブリッジＣへ転送します。
• ブリッジＢとブリッジＣのアドレステーブルにもありません。
• ブリッジＢとブリッジＣはブリッジＤへ転送します。ブリッジＤにもないので、それぞれのフレームをブリッジＣとブリッジＢに転送します。

このようにして、ブロードキャストストームが発生するのです。
　これを回避するには、ブリッジＢ－ブリッジＤ（あるいはブリッジＢ－ブリッジＤ）もポートを一時的に遮断すればよいことがわかります。そのアルゴリズムをＳＴＰ（Spanning Tree Protocol）といいます。IEEE802.1Dで標準化されています。
　ループを確認、最適な遮断経路の決定など、ＳＴＰは複雑な処理になるので、高速処理が必要になります。

リンクアグリゲーション（ポートトランキング）

スイッチングハブとホスト、またはスイッチングハブの間を接続する複数の物理的ポートを論理的に１つのポートのように束ねる技術です。束ねたポートはＬＡＧ（リンクアグリゲーショングループ）またはトランクグループといいます（左図）。
　複数のポートからの回線を使うことにより、高速伝送ができる、冗長構成により高可用性が得られる利点があります。

リンクアグリゲーションを使用せず２本のケーブルでスイッチ間を接続する（右図）と、ループが形成されてしまいます。それを防ぐためにスパニングツリーを有効にすると、一方のポートが遮断されるので、１本の回線の伝送速度になってしまいます。そのため、２台のスイッチングハブ間で冗長リンクを設ける場合、リンクアグリゲーションを使用するのが一般的です。

リンクアグリゲーションのプロトコルにＬＡＣＰ（Link Aggregation Control Protocol）があります。IEEE 802.3ad（後にIEEE802.1AX）で定義されています。
　リンクアグリゲーションの設定方法には、スタティック設定とダイナミック設定があります。
　ポート（回線）の負荷分散方法には、送信元のＭＡＣアドレスに基づく分散、受信先のＭＡＣアドレスに基づく分散などがあります。
　ＬＡＧをＶＬＡＮのポートとして扱うことができます。また、１つのスイッチングハブ内に複数のＬＡＧを設定できます。

メディアコンバータ

種類の異なるケーブル間の信号伝送において信号を相互変換する装置です。よく用いられるのが、光ケーブルと銅線ケーブルの接続で、光メディアコンバータといいます。変換はハードウェアで行うのが通常です。
　物理レイヤに属しますが、スイッチングハブやルータなど多様な機器にこの機能が内蔵されています。

通信速度変換の観点から、リピータ型とスイッチ型（ブリッジ型）があります。
　リピータ型は、光ファイバー側と銅線側が同じ通信速度の場合で、速度変換をせず、そのままあらゆるパケットを完全に透過します。
　スイッチ型は、速度変換をするので、パケットを最後まで受信完了してから送信を開始します。伝送遅延が発生しますが、エラーパケットをフィルタリングしたい場合などに使われます。

メディアコンバータは、次のような機能をもっています。
　ミッシングリンク機能：通信経路のひとつがダウンした場合に他の経路で通信を継続するようにスイッチが自動的に経路切り替えを行う機能です。
　タグＶＬＡＮ機能：メディアコンバータはＶＬＡＮのタグパケットも透過するので、高価なＶＬＡＮ専用機器よりも安価にＶＬＡＮ環境を実現できます。特に無線ＬＡＮでは、ＳＳＩＤとタグＶＬＡＮの対応付けにより、アクセスポイントをスイッチ製品から離れた場所に設置するような場合に適しています。

ＮＦＶ（Network Functions Virtualization：ネットワーク機能仮想化）

このように、多様な専用機器が多いのは面倒です。それを回避するために、専用機器がハードウェアとして実現してきた機能を、ソフトウェアとして実現しよういう考え方が出てきました。
　ネットワーク機器の機能を、汎用のＯＳ上で動作するアプリケーションソフトとして実装し、仮想化されたサーバ上で実行する技術が注目されています。