対象試験と出題頻度
ブリッジは、基本情報技術者・応用情報技術者で出題されるテーマです。
LAN間接続装置の比較問題として非常に高い頻度で登場しており、「リピータ」「ルータ」「ゲートウェイ」との動作層の違いを正確に答えられるかが問われます。
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基本情報技術者
応用情報技術者
★★★☆☆
ランクB(標準)覚えておくと有利
用語の定義
情報処理試験を勉強していると、「ブリッジとL2スイッチは何が違うの?」「リピータとどう区別するの?」と混乱しがちです。
ブリッジ(Bridge)とは、一言で言うと
「OSI基本参照モデルの第2層(データリンク層)で動作し、MACアドレスを基にフレームを適切な宛先に中継するLAN間接続装置」
のことです。
イメージとしては、「手紙の宛名(MACアドレス)を読んで、必要な部屋にだけ届ける受付係」です。
リピータハブが「届いた手紙のコピーを全部屋にばらまく拡声器」だとすると、ブリッジは宛名を確認して「この手紙は3号室宛だから3号室にだけ届けよう」と判断できる受付係です。
不要なトラフィックを他のセグメントに流さないため、ネットワークの効率が上がります。
📊 ブリッジの基本情報
| 項目 | 内容 |
|---|---|
| 英語名 | Bridge(bridge=橋) |
| 動作する層 | OSI基本参照モデルの第2層(データリンク層) |
| 中継の基準 | MACアドレス(フレームの宛先を参照) |
| 同等機器 | スイッチングハブ(L2スイッチ)はブリッジの多ポート版 |
解説
初期のLANでは、リピータハブが中心的な接続装置でした。
リピータハブは受信した信号を全ポートにそのまま流すため、接続する端末が増えるほどネットワーク上の無駄なトラフィック(コリジョンドメイン)が拡大し、通信効率が落ちる問題がありました。
この問題を解決するために登場したのがブリッジです。ブリッジは内部に「MACアドレステーブル」を持ち、どのポートにどのMACアドレスの端末がつながっているかを学習します。
フレームを受信すると、宛先MACアドレスをテーブルと照合し、該当するポートにだけ転送します。宛先が送信元と同じセグメント内にある場合はフレームを通過させず、余計なトラフィックの流出を防ぎます。
▶ ブリッジとL2スイッチの関係(クリックで展開)
ブリッジとL2スイッチ(スイッチングハブ)は、どちらもデータリンク層で動作しMACアドレスを基にフレームを中継するという点で同じです。違いはポート数と処理方式にあります。
ブリッジは2~4ポート程度で、ソフトウェアによるフレーム転送を行います。L2スイッチはブリッジの発展形で、多数のポートを備え、ASIC(専用チップ)でフレームをハードウェア処理するため転送速度が格段に速くなります。
IPA試験では、ブリッジとL2スイッチは「データリンク層で動作するMACアドレスベースの中継装置」として同一カテゴリで扱われます。
問題文で「ブリッジ」と書かれていても「L2スイッチ」と書かれていても、動作の原理は同じと考えて問題ありません。
▶ LAN間接続装置の動作層を整理する(クリックで展開)
ここだけは確実に押さえてください。LAN間接続装置は「動作する層」と「中継の基準」で整理すれば一発で区別できます。
| 機器名 | 動作する層 | 中継の基準 |
|---|---|---|
| リピータ | 第1層(物理層) | 電気信号を増幅して全ポートに中継(宛先の判断なし) |
| ブリッジ | 第2層(データリンク層) | MACアドレスを見て該当ポートのみに転送 |
| ルータ | 第3層(ネットワーク層) | IPアドレスを見て最適経路にパケットを転送 |
| ゲートウェイ | 第4層~第7層(全層) | プロトコルやデータ形式を変換して異種ネットワークを接続 |
この4機器の並びは「リピータ → ブリッジ → ルータ → ゲートウェイ」の順に動作層が上がっていきます。
並び替え問題はこの順番さえ覚えていれば即答できます。
では、この用語が試験でどのように出題されるか見ていきましょう。
💡 ブリッジの核心を3行で
・OSI基本参照モデルの第2層(データリンク層)で動作し、MACアドレスを基にフレームを中継するLAN間接続装置
・L2スイッチ(スイッチングハブ)はブリッジの多ポート・高速版であり、動作原理は同じ
・リピータ(第1層)やルータ(第3層)との「動作層の違い」が試験の最頻出ポイント
試験ではこう出る!
ブリッジは、LAN間接続装置の動作層を問う比較問題として基本情報技術者・応用情報技術者の双方で繰り返し出題されています。fe-siken.comの集計では、全19回中13回出題という鉄板テーマです。
📊 過去問での出題実績(クリックして表示)
| 試験回 | 出題内容 | 問われたポイント |
|---|---|---|
| FE H26春 午前 問30 |
物理層・データリンク層・ネットワーク層で中継する装置を正しい順に並べる問題。 | ・リピータ(物理層)→ブリッジ(データリンク層)→ルータ(ネットワーク層)の順序 ・並び替え問題は定番パターン |
| FE H22秋 午前 問35 |
ネットワーク機器の説明として正しいものを選ぶ問題。ブリッジの説明が正解選択肢。 | ・「データリンク層で動作しMACアドレスで中継」がブリッジの説明 ・ルータとの中継基準の入れ替えがひっかけ |
| AP H22秋 午前 問33 |
LAN間接続装置の説明として適切なものを選ぶ問題。FE H30秋 問32と同一問題。 | ・「ブリッジはIPアドレスで中継」は誤り(正しくはMACアドレス) ・FE/AP間で同じ問題が流用される典型例 |
📝 IPA試験での出題パターン
パターン1:「物理層・データリンク層・ネットワーク層で中継する装置を並べよ」
リピータ・ブリッジ・ルータを指定された層の順に並べ替える形式。正解は「リピータ → ブリッジ → ルータ」の一択。ブリッジとリピータを入れ替えた選択肢がひっかけです。
パターン2:「LAN間接続装置の説明として正しいものを選べ」
各装置の説明文が並び、正しいものを選ぶ形式。「ブリッジはIPアドレスで中継」「ルータはMACアドレスで中継」のように中継基準を入れ替えたひっかけが頻出です。ブリッジ=MACアドレス、ルータ=IPアドレスという対応を押さえていれば対処できます。
パターン3:「物理層で接続する装置はどれか」
FE H25秋 問34のように、特定の層で動作する装置を選ばせる形式。ブリッジは第2層なので不正解。正解はリピータ(第1層)です。
試験ではここまででOKです。「ブリッジ=第2層(データリンク層)=MACアドレスで中継」、この3点セットを暗記すれば得点できます。深追いは不要です。
【確認テスト】理解度チェック
ここまでの内容を理解できたか、簡単なクイズで確認してみましょう。
Q. OSI基本参照モデルの各層で中継する装置を、物理層→データリンク層→ネットワーク層の順に正しく並べたものはどれでしょうか?
- A. ブリッジ → リピータ → ルータ
- B. リピータ → ブリッジ → ルータ
- C. リピータ → ルータ → ブリッジ
正解と解説を見る
正解:B
解説:
物理層(第1層)で中継するのはリピータ、データリンク層(第2層)で中継するのはブリッジ、ネットワーク層(第3層)で中継するのはルータです。この順序は「リピータ → ブリッジ → ルータ」となります。
選択肢Aは、物理層にブリッジを配置しており誤りです。ブリッジはデータリンク層(第2層)で動作する装置であり、物理層で動作するのはリピータです。選択肢Cは、ネットワーク層にルータではなくブリッジを配置しており誤りです。ネットワーク層(第3層)で動作するのはルータで、ブリッジは第2層です。
よくある質問(FAQ)
Q. 現在のネットワークでもブリッジは使われていますか?
単体のブリッジ製品は現在ほとんど使われていません。ブリッジの機能は、より多くのポートを備え高速処理が可能なL2スイッチ(スイッチングハブ)にほぼ置き換わっています。ただし、ブリッジの動作原理(MACアドレスを基にフレームをフィルタリング・転送する仕組み)はL2スイッチにそのまま受け継がれており、IPA試験でもこの原理が問われ続けています。
Q. ブリッジの「MACアドレステーブル」はどうやって作られるのですか?
ブリッジは、受信したフレームの送信元MACアドレスと受信ポートの組み合わせを自動的に記録していきます。この仕組みを「MACアドレス学習(ラーニング)」と呼びます。最初はテーブルが空の状態なので全ポートにフレームを転送(フラッディング)しますが、通信が行われるにつれてテーブルが充実し、必要なポートにだけ転送できるようになります。
Q. 「トランスペアレントブリッジ」「ソースルーティングブリッジ」とは何ですか?
トランスペアレントブリッジは、接続された端末がブリッジの存在を意識しなくて済む(透過的な)方式で、イーサネット環境で標準的に使われます。前述のMACアドレス学習はこの方式の機能です。ソースルーティングブリッジは、送信元の端末がフレーム内に経路情報を書き込み、ブリッジはその情報に従って転送する方式で、トークンリング環境で使われていました。IPA試験の午前問題でこの区別が問われることは稀なので、名前を知っていれば十分です。