ハブ (ネットワーク機器)

ハブ("hub")とは、スター型物理トポロジを取るネットワークにおいて中心に位置する集線装置である。ハブという名前の由来は『車輪の中心』からきている。
イーサネット、トークンリング、FDDIなどさまざまなネットワーク規格に存在する機器だが、ネットワーク分野において単にハブというとイーサネット（10BASE-T、100BASE-TX など）で使われる集線装置を指す。
ハブの機能.
ハブの中には多機能なものもあるが、主要な機能は以下の二つである。
ハブの動作.
ハブは前述のような機能を持っているが、通信における動作としては以下のような動作を行う。
イーサネットにおけるハブの欠点.
スイッチング機能を持たないハブは、一方から入力されたデータ自体には一切関知せず、信号を電気的に増幅し全Portに流すものである。これは、ツイストペアケーブルではなく同軸ケーブルを利用する古いイーサネット規格、10BASE5、10BASE2の基線にあたるケーブル、バスを単に機器に置き換え集線するようにしたものである。（そのため、多くのイーサネット規格は現在でもバス型論理トポロジを持つ）
しかし、それでは電気信号の衝突（コリジョン）が発生し、電気信号の波形が崩れ通信フレームが破壊される現象が多発する。
このような衝突が起こる範囲を「コリジョンドメイン（衝突ドメイン）」というが、ハブでは全Portがこの範囲となる。ハブ配下の通信ノードが増えると、それだけコリジョンの発生確率も増えるため、ネットワークの利用効率が低下する。
また、ハブ同士を接続するカスケード接続では、カスケードの段数が増えると通信の遅延が増加し衝突（コリジョン）を認識できなくなるため、10BASE-Tで4段、100BASE-TXで2段という制限がある。
スイッチング・ハブ.
ハブの短所を補うために、MACアドレスを解釈し、適切なあて先のみにデータを送信する機能をもつブリッジ、通常はその機能を持つハブ、スイッチング・ハブを利用する。スイッチング・ハブ同士のカスケード接続は理論上無制限となるが、最大でも7段程度が理想的とされている。
スイッチング・ハブは「L2スイッチ」や「レイヤー2スイッチング・ハブ」、「LANスイッチ」とも呼ばれる場合が多く、従来の名称である「スイッチング・ハブ」とだけ呼ばれる場合は少なくなってきている。
また、SNMPに対応していないスイッチング・ハブは「ノンインテリジェント・L2スイッチ」、SNMPに対応しているスイッチング・ハブは「インテリジェント・スイッチ」や「インテリジェントL2スイッチング・ハブ」と呼ばれることが多い。
スイッチング・ハブの発売当初は非常に高価であったが、現在ではリピータ・ハブよりも有用で安価に手に入ることからリピータ・ハブからの乗り換えが進み、リピータ・ハブが利用される場面が少なくなっている。
現在でも、リピータ・ハブをパケットキャプチャ等を目的としてネットワークの状態管理に使用することがある。「ポートミラーリング機能つきのスイッチング・ハブ」も同様の用途に使用できるが、パケットの内容にエラーがあればキャプチャできないので、単純に分配するだけの「リピータ・ハブ」の方が確実である。
L2スイッチング・ハブの種別.
L2スイッチは大きく3つのタイプに分けられる
レイヤー2スイッチはレイヤー3スイッチ（L3スイッチ）と外観が似ており、ネットワーク内で使用される場所も一部は重なるが、L3スイッチはルーターのようにIPアドレスに応じて中継を行うので、MACアドレスによって中継を行うL2スイッチとは違っている。
L2スイッチの3つの機能.
L2スイッチは3つの機能を持つ。
ブロードキャスト出来る範囲をブロードキャスト・ドメインと呼び、ルーター・ネットから見たサブネットの範囲になる。
ストアー＆フォワード方式とカットスルー方式.
2007年現在のL2スイッチは、受信フレームからMACアドレスを読み込む内部処理タイミングの違いによって、ストアー＆フォワード方式とカットスルー方式に分けられる。
特にクラスタリングやストレージ・ネットワーク等での「インターコネクト」用途では遅延を抑える必要があるため、10ギガビット・イーサネット等による高速転送でのカットスルー方式が用いられる。
ソフトウェアによって実現する仮想スイッチングハブ.
VPNやVMのために、スイッチングハブの機能をソフトウェアによって仮想化し、仮想ハブを実現する手法がある。