スター型が静かに主流になった理由
現代のネットワークでスター型が主流なのは、理論上最も障害に強いから(その点ではフルメッシュのほうが優れています)ではなく、実用面でのバランスが最も良いからです。配線コストが安く、他の機器に影響を与えずに1台を追加・撤去でき、技術者が1本のケーブルやポートまで障害を簡単に切り分けられます。中央機器が単一障害点になるという唯一の弱点も、ネットワーク全体を冗長化するのではなく、より信頼性の高いスイッチやルーターを1台用意するだけで対処できます。
実際のネットワークは複数の形を組み合わせている
実際に純粋なひとつのトポロジーだけで構築されているネットワークはほとんどありません。典型的なオフィスでは、スター型で配線されたアクセススイッチをツリー状の階層でコアスイッチまでまとめ、さらにコアスイッチ同士をメッシュ状の冗長リンクでつなぎ、1本のケーブル障害でネットワークが分断されないようにしています。基本形を理解しておくことで、あるネットワーク設計がどんなトレードオフを選んでいるかが読み取れるようになります。
トポロジーを選ぶときに考えるべきこと
ネットワークを計画するときは、許容できる障害から考えます。スイッチ1台の故障でフロア全体が止まっても構わないならスター型で十分で、許されないなら2本目の経路を足します。ケーブルとポートの費用、そして工事の手間も数えます。拡張性も重要で、スター型ならケーブル1本で機器を追加できますが、リング型やバス型では既存の接続に手を入れる必要があります。最後に運用の面を考えます。単純な構造は障害を見つけやすく、複雑な構造には監視ツールと文書が欠かせません。紙の上で最も耐障害性が高い設計が最善とは限らず、予算と、停止したときの現実の影響に合った設計が最善です。
今も使われている場所
バス型に近い動作は、自動車のCANバスや一部の産業用フィールドバスなど、共有媒体を使う技術に残っています。リング型は、都市圏の光ファイバーリングや産業用イーサネットのリングに受け継がれ、断線が起きると逆方向へ素早く切り替わります。フルメッシュや部分メッシュは、データセンター間のバックボーンや無線メッシュネットワークに見られます。オフィス、家庭、キャンパスではスター型とツリー型が主流です。図面の中でこうした形を見分けられるようになると、ネットワーク設計を素早く読み取り、適切な質問ができるようになります。
よくある質問
実際の企業ネットワークはどのトポロジーを使っていますか?
中〜大規模の組織のほとんどは、ひとつの純粋なトポロジーだけを使うことはありません。アクセス層・分配層・コア層に分けた階層的なツリー構造を基本に、コア機器間には冗長化のための追加リンク(メッシュ的要素)を加えたハイブリッド構成で設計するのが一般的です。
スター型の単一障害点問題はどう解決しますか?
中核のスイッチやルーター自体を冗長化(予備機を自動フェイルオーバーできるよう構成)したり、無停電電源装置(UPS)で電源障害に備えたり、重要なネットワークではメッシュ的な追加リンクで経路自体を複数化することで補います。
バス型は今でもイーサネットで使われていますか?
有線のオフィスや家庭のネットワークでは使われていません。初期の10BASE2や10BASE5は共有の同軸バスを使っていましたが、ハブやスイッチにつながるツイストペアケーブルに置き換えられました。バスの考え方は、車載や産業用のバスなど他の技術に残っています。
スター型のネットワークは何台まで接続できますか?
スイッチのポート数で決まり、スイッチを連結したりスタックしたりして増やせます。実際の限界はスター型という形ではなく、帯域、ブロードキャストの量、管理の手間から来ます。
自宅のルーターのネットワークはメッシュですか?
メッシュ製品を使っている場合に限り、その場合でも通信は通常1台のゲートウェイへ向かいます。1台のルーターに有線や無線で機器をつなぐ構成はスター型です。製品名の「メッシュ」は、トポロジーの用語と必ずしも同じ意味ではありません。