こんにちは、インフラエンジニアのryuです。
今回の記事では、ハブとルーターの違いについて、IT初心者向けにわかりやすく解説します。
ネットワーク機器を調べていると、ハブやルーターという言葉がよく登場します。どちらも複数の機器をつなぐために使われるため、「何が違うの？」「家庭用のWi-Fiルーターはハブではないの？」と疑問に感じる方も多いのではないでしょうか。
最初に結論をまとめると、ハブは同じネットワーク内の機器を接続し、ルーターは異なるネットワーク同士を接続する機器です。
ハブとルーターの違いは？¶
「ハブとルーターの違いが分かりません。見た目も似ているような……」
それぞれが通信を中継する範囲に注目すると、違いを理解できます。
ハブとルーターの役割は、次のように整理できます。
- ハブ：同じネットワーク内の機器を接続する
- ルーター：異なるネットワーク同士を接続する
| 比較項目 | ハブ | ルーター |
|---|---|---|
| 主な役割 | 同じネットワーク内の機器を接続する | 異なるネットワーク同士を接続する |
| 通信の判断に使う情報 | 主にMACアドレス | IPアドレス |
| OSI参照モデル | 主にレイヤー2 | レイヤー3 |
| 主な利用場所 | LAN内 | LANとWANの境界、異なるLANの間 |
| 代表的な機能 | フレームの転送 | ルーティング、NAT、パケット転送 |
同じネットワークとは、一般的に同じネットワークアドレスを持つ範囲です。
たとえば、192.168.1.10/24と192.168.1.20/24は、どちらも192.168.1.0/24に所属しています。この2台は同じネットワークにあるため、ハブを経由して通信できます。
一方、192.168.1.10/24と192.168.2.10/24は異なるネットワークに所属しています。異なるネットワークへデータを届けるには、ルーターによる中継が必要です。
ハブとルーターは通信を中継するネットワーク機器¶
そもそも、ハブやルーターは何のために使うか。
パソコンやサーバーなどをつなぎ、データを目的の場所へ届けるために使います。
パソコンやサーバーをLANケーブルで直接1対1につなぐだけでは、接続できる機器の数や通信できる範囲が限られます。
そこで、ハブやルーターなどのネットワーク機器を使用します。複数の機器をハブへ接続し、さらにルーターを通して別のネットワークへつなぐことで、社内システムやインターネットを利用できるようになります。
ハブとは？同じネットワーク内の機器を接続する¶
ハブは、複数のパソコンやサーバー、プリンターなどをLANへ接続するための機器です。複数のLANポートを持ち、それぞれのポートへLANケーブルを接続して使用します。
基本的には、同じネットワークとして正しいIPアドレスなどが設定されていれば通信できます。
ただし、ハブには大きく分けて、リピーターハブとスイッチングハブがあります。
リピーターハブとは？¶
リピーターハブは、受信した電気信号をすべてのポートへ送信する機器です。
たとえば、ポート1からデータを受信すると、送信元以外のすべてのポートへ同じデータを流します。通信する必要がない端末にもデータが届くため、接続台数や通信量が増えると効率が悪くなります。
リピーターハブはOSI参照モデルの物理層、つまりレイヤー1で動作します。現在の一般的なLANでは、リピーターハブを利用する機会はほとんどありません。
スイッチングハブとは？¶
現在、一般的にハブと呼ばれている製品の多くは、スイッチングハブです。
スイッチングハブは、接続されている機器のMACアドレスを学習し、データを届ける必要があるポートを判断します。送信先が分かっている場合は、その機器が接続されたポートだけへデータを転送します。
スイッチングハブはOSI参照モデルのデータリンク層、つまりレイヤー2で動作するため、L2スイッチとも呼ばれます。
旧来の説明では、「ハブは受信したデータをすべてのポートへ流す」と書かれることがあります。しかし、それは主にリピーターハブの動作です。現在の製品を理解するときは、ハブの多くがMACアドレスを見て転送先を判断するスイッチングハブであることを覚えておきましょう。
ルーターとは？異なるネットワーク同士を接続する¶
次に、ルーターの役割を確認しましょう。
ルーターは、異なるネットワーク同士を接続し、パケットを目的のネットワークへ転送する機器です。
ルーターは宛先IPアドレスとルーティングテーブルを確認し、次にどの機器へパケットを渡すか判断します。この処理をルーティングと呼びます。
たとえば、自宅のパソコンからWebサイトへアクセスするとき、パソコンはインターネット上のWebサーバーへ直接データを送ることはできません。まず、デフォルトゲートウェイとして設定された家庭用ルーターへデータを送ります。
ルーターがLANとインターネットの間を中継しているため、Webサイトへアクセスできます！
家庭や小規模オフィスのルーターには、NAT・NAPT、DHCP、簡易ファイアウォールなどの機能も搭載されています。
ルーターは、インターネットへ接続するときだけに使用するものではありません。社内ネットワークを部署ごとに分割し、それぞれのネットワーク間を通信させる場合にも利用します。
ルーティングの仕組みは、次の記事で詳しく解説しています。
家庭用Wi-Fiルーターにはハブの機能もある¶
家庭用Wi-Fiルーターを見ると、背面に複数のLANポートが付いています。そのため、「これはハブなのか、ルーターなのか」と迷うかもしれません。
家庭用Wi-Fiルーターは、一般的に次の機能を1台へまとめた機器です。
- 異なるネットワークを接続するルーター
- 有線LANの端末を接続するスイッチングハブ
- Wi-Fi端末を接続する無線LANアクセスポイント
- IPアドレスを配布するDHCPサーバー
つまり、製品名はルーターでも、内部にはハブやアクセスポイントの機能が含まれています。
ハブとルーターは処理するデータが違う¶
が分かってきました！
ハブとルーターの役割の違いをさらに理解するには、OSI参照モデルと一緒に整理するのがおすすめです。
OSI参照モデルは、ネットワーク通信に必要な機能を7つの階層に分けて考えるモデルです。
ハブやルーターをOSI参照モデルへ当てはめると、次のようになります。
- リピーターハブ：物理層（レイヤー1）
- スイッチングハブ：データリンク層（レイヤー2）
- ルーター：ネットワーク層（レイヤー3）
スイッチングハブは、イーサネットフレームに含まれるMACアドレスを確認します。ルーターは、IPパケットに含まれるIPアドレスを確認します。
なぜ、ネットワーク機器とOSI参照モデルを一緒に覚える必要があるのか。
障害が起きた場所を、レイヤーごとに切り分けやすくなるからです。
たとえば、LANケーブルが抜けていればレイヤー1、MACアドレスやVLANに問題があればレイヤー2、IPアドレスやルーティングに問題があればレイヤー3を確認します。
ネットワーク障害を調査するときは、下のレイヤーから順番に確認すると原因を整理しやすくなります。
OSI参照モデルやプロトコルについては、次の記事も参考にしてください。
ハブとルーターに関連する技術¶
ハブの仕組みを深く理解するには、LAN、MACアドレス、ARP、VLANなどを学習します。
ルーターの仕組みを深く理解するには、IPアドレス、サブネットマスク、デフォルトゲートウェイ、ルーティング、NATなどを学習します。
ハブとルーターを実際に構築しながら学ぶ¶
ハブやルーターの役割は、文章を読むだけではイメージしにくい分野です。
「同じネットワークなら、なぜルーターを通らないのか」 「異なるネットワークへ送るとき、どのIPアドレスを確認するのか」 「スイッチとルーターには、どのような設定が必要なのか」
このような疑問は、実際に機器を配置し、IPアドレスやルーティングを設定すると理解しやすくなります。
InfraAcademyのネットワーク入門講座では、IPアドレス、ルーティング、スイッチ、VLAN、NAT、ACLなどを基礎から学習できます。
ブラウザ上のネットワークシミュレーターを利用するため、専用ソフトのインストールは必要ありません。複数の端末やルーターを配置し、設定を変更しながら通信結果を確認できます。
ネットワークとあわせてサーバー操作を学びたい方は、Linux入門講座もおすすめです。また、AWSのVPC、サブネット、ルートテーブルなどを学びたい方は、AWS講座へ進むと、ネットワークの知識がクラウド上でどのように使われるのか理解できます。
ハブとルーターの違いまとめ¶
今回は、ハブとルーターの違いについて解説しました。
- ハブは、同じネットワーク内の機器を接続する
- ルーターは、異なるネットワーク同士を接続する
- 現在一般的なハブは、MACアドレスを見て転送先を判断するスイッチングハブ
- スイッチングハブは主にレイヤー2、ルーターはレイヤー3で動作する
- 家庭用Wi-Fiルーターには、ルーター、スイッチ、無線LANアクセスポイントなどの機能が含まれる
- インターネットへの通信だけでなく、社内の異なるネットワーク間でもルーターを使用する
まずは、同じネットワーク内はハブ、異なるネットワーク間はルーターと覚えましょう。
そのうえでMACアドレス、IPアドレス、ARP、ルーティングの役割を学ぶと、パソコンから送信されたデータがどのように相手へ届くのか理解できるようになります。
