イーサネット（Ethernet）は、現代のネットワークインフラにおいて不可欠な技術です。
コンピュータや電子機器を有線LANで接続し、安定した高速通信を実現する標準規格であり、家庭から企業、さらにはデータセンターまで広く利用されています。
本記事では、イーサネットの基本的な仕組み、規格の進化、およびその用途について詳しく解説します。
イーサネットの基礎知識
イーサネットとは？
イーサネットは、構内ネットワーク（LAN）の標準規格の一つで、コンピュータや通信機器をケーブルで繋いで通信を行う技術です。
この技術は、1970年代後半に米国のゼロックス社によって開発され、その後の技術革新を経て、現在では最も普及している有線LAN規格として利用されています。
特に異なるメーカーの機器でも相互に接続できる互換性が特徴です。
イーサネットの仕組み
イーサネットの基本的な構成要素は、コンピュータ、ケーブル、集線装置（ハブやスイッチ）です。
これらの機器を通じて、ネットワーク内のデータ通信が行われます。
- ケーブル: 通信には主にツイストペアケーブル（金属線ケーブル）や光ファイバーケーブルが使用されます。
ツイストペアケーブルは安価で取り扱いやすいため、一般的に広く使用されています。
一方、光ファイバーケーブルは長距離通信や高速通信に適しており、主にデータセンターや通信事業者で使用されます。
- スイッチングハブ: データを効率的に転送するため、接続された機器の情報を確認し、データが正しい宛先に届くように制御します。
このため、通信の効率が高まり、ネットワークのパフォーマンスが向上します。
イーサネットの歴史と進化
イーサネットは、最初に10Mbps（10メガビット毎秒）で通信を行う「10BASE-T」規格から始まりました。
その後、100MbpsのFast Ethernet（ファストイーサネット）、1GbpsのGigabit Ethernet（ギガビットイーサネット）、そして10Gbpsの10Gigabit Ethernetへと進化し、現在ではより高速で効率的な通信を提供しています。
イーサネット規格の種類
- Fast Ethernet（100Mbps）: 初期の10Mbps規格より10倍高速で、企業や家庭内ネットワークで広く普及しました。
- Gigabit Ethernet（1Gbps）: 大容量データを扱うために必要な高速通信を実現し、データセンターや企業内のバックボーンネットワークに使用されます。
- 10Gigabit Ethernet（10Gbps）: さらに高速な通信速度を提供し、大規模なデータ通信やクラウドサービスのインフラとして活躍しています。
イーサネットの接続形態
イーサネットの接続には、かつてはバス型と呼ばれる形態がありましたが、現在は各機器を集線装置に接続するスター型が一般的です。
スター型は、ネットワークの信頼性を向上させるだけでなく、拡張性にも優れており、接続機器が増加してもスムーズに対応できます。
データの送受信とフレーム構造
イーサネットでのデータ送受信は、「フレーム」と呼ばれる単位で行われます。
フレームは、宛先や送信元情報を含む「ヘッダ」、送信データを格納する「ペイロード」、そしてエラーを検出する「FCS（Frame Check Sequence）」で構成されています。
これにより、データが正確に送信されることが保証されます。
現在のイーサネットの用途
現代のイーサネットは、企業や家庭だけでなく、データセンター、通信事業者、クラウドインフラにおいても不可欠な技術です。
例えば、データセンターでは10Gbpsやそれ以上の高速イーサネットが使用され、膨大なデータのやり取りが可能です。
また、家庭内のネットワークでは、ストリーミングサービスやオンラインゲームなどの高帯域幅を必要とするアプリケーションでも利用されています。
まとめ
イーサネットは、ネットワーク通信の標準規格として、長年にわたって進化を続けてきました。
ツイストペアケーブルを使用した低コストで導入しやすいネットワークから、高速な光ファイバー通信まで、多様な用途に対応可能です。
Fast EthernetやGigabit Ethernet、さらには10Gigabit Ethernetなどの進化により、イーサネットは家庭や企業、データセンターにおいて今後もますます重要な役割を担うことでしょう。