スター型ネットワーク (スターガタネットワーク) とは | 意味や読み方など丁寧でわかりやすい用語解説

スター型ネットワーク (スターガタネットワーク) の読み方

日本語表記

スター型ネットワーク (スターガタネットワーク)

英語表記

star network (スターネットワーク)

スター型ネットワーク (スターガタネットワーク) の意味や用語解説

スター型ネットワークとは、複数のネットワーク機器（コンピュータ、プリンターなど）を、中央に配置された一つの集線装置（ハブやスイッチなど）にそれぞれ独立したケーブルで接続する、ネットワークの物理的な接続形態を指す。この接続形態が、中央の機器から放射状にケーブルが伸びる様子が星形に見えることから、この名称が付けられた。現代の多くのローカルエリアネットワーク（LAN）において、最も一般的に採用されている構成方式である。各機器間の通信は必ず中央の集線装置を介して行われるため、集線装置がネットワークの通信の中心的な役割を担うことになる。 スター型ネットワークの動作原理を詳細に見てみよう。ネットワークに接続された各エンドデバイス、例えばパソコンやサーバーは、それぞれが専用のネットワークケーブルを介して中央の集線装置のポートに接続される。この集線装置には、主にハブとスイッチの二種類がある。ハブは、受信したデータを接続されているすべてのポートに転送する単純な装置であり、ネットワークに流れるデータ量が増えると衝突（コリジョン）が頻繁に発生し、ネットワーク全体のパフォーマンスが低下しやすい。一方、スイッチはより高度な機能を持つ。スイッチは、接続された各デバイスのMACアドレス（ネットワーク機器に割り当てられた世界で唯一の物理アドレス）を学習し、データがどのデバイスへ送られるべきかを判断する。そして、そのデータが宛先のデバイスが接続されている特定のポートにのみ転送される。これにより、不要なデータがネットワーク全体に流れることを防ぎ、ネットワークの効率と通信速度を向上させる。現代のスター型ネットワークでは、ほとんどの場合、高性能なスイッチが集線装置として利用されている。例えば、デバイスAがデバイスBにデータを送信する場合、デバイスAから送信されたデータはまず中央のスイッチへ到達する。スイッチはそのデータの宛先がデバイスBであることを識別し、デバイスBが接続されているポートにのみそのデータを転送する。このようにして、一対一の通信が効率的に確立される。 このネットワーク形態には多くのメリットがある。第一に、構築と管理の容易さである。各デバイスが中央の集線装置に直接接続されるため、配線構造がシンプルで理解しやすく、新しいデバイスの追加や既存デバイスの取り外しが簡単に行える。ネットワーク構成の変更が容易であるため、柔軟な運用が可能である。第二に、高い障害耐性を持つ点である。もし接続されているいずれか一台のデバイスや、そのデバイスと集線装置を結ぶケーブルに障害が発生しても、影響を受けるのはその特定の接続のみであり、ネットワーク全体の他の通信には影響が及ばない。これは、例えばバス型ネットワークで一本の幹線ケーブルが断線するとネットワーク全体が停止するリスクがあるのと対照的で、ビジネス環境などでの安定運用に大きく寄与する。第三に、パフォーマンスの維持が容易である点が挙げられる。特にスイッチを利用する場合、通信は宛先に向けて直接行われるため、ネットワーク全体のトラフィックが効率的に管理され、データの衝突が大幅に減少する。これにより、各デバイスは安定した高速通信を享受でき、ネットワークの帯域幅（データを送受信できる容量）を最大限に活用できる。各デバイスが専用の接続を持つため、複数のデバイスが同時に通信を行っても、互いに干渉しにくい。 一方で、スター型ネットワークにはいくつかのデメリットも存在する。最も重要な点は、中央の集線装置に全体の通信が集中するため、その装置への依存度が高いことである。もしこの集線装置自体に障害が発生した場合、その装置に接続されているすべてのデバイスの通信が停止し、ネットワーク全体が機能不全に陥るリスクがある。このため、重要なネットワークでは、集線装置の信頼性を高めるための高品質な機器の選定や、冗長化（予備の機器を用意して故障時に自動で切り替える仕組み）などの対策が求められる。第二に、配線コストとケーブル長の制約である。各デバイスから中央の集線装置まで個別のケーブルを配線する必要があるため、デバイスの数が増えるほど必要なケーブルの総延長が長くなり、それに伴い配線にかかる初期コストが増加する。また、一般的なイーサネットケーブル（UTPケーブルなど）には、通常100メートルという最大ケーブル長が定められている。大規模なフロアや広い建物では、デバイスが中央の集線装置からこの制限以上に離れてしまうと、通信品質が低下したり接続が不可能になったりする可能性がある。この制約を回避するためには、途中に別の集線装置を設置して中継したり、光ファイバーケーブルのような長距離伝送が可能なケーブルを利用したりするなどの追加的な設計が必要となる。第三に、集線装置のポート数に限界があるため、接続できるデバイスの数にも物理的な上限が存在する。大規模なネットワークでは、複数の集線装置を階層的に接続する（カスケード接続）ことで対応するが、これによりネットワークの設計が複雑になり、管理の手間やコストが増加する要因となる。 現代のネットワーク環境において、スター型ネットワークは家庭内LANから大規模な企業ネットワークに至るまで、その利便性と信頼性の高さから最も広く普及しているトポロジである。特に、企業オフィスでは従業員一人ひとりのパソコンが個別のポートに接続され、安定した通信環境が提供されている。また、無線LANのアクセスポイントも、多くの場合、有線のスター型ネットワークの末端に接続される形で機能する。近年では、クラウドコンピューティングの普及やIoT（Internet of Things）デバイスの増加により、ネットワークに接続される機器の数は爆発的に増加しているが、スター型ネットワークの柔軟な拡張性と管理のしやすさは、これらの変化にも対応しやすい特性を持つ。中央の集線装置を高性能なスイッチにすることで、高い帯域幅と信頼性を実現し、ビジネスアプリケーションやリアルタイム通信など、多岐にわたる現代のネットワークニーズを支えている。今後もネットワーク技術の進化とともに、スター型ネットワークはその基本的な強みを維持しつつ、より高度な集線装置や管理技術によって、さらにその能力を高めていくと考えられている。