スイッチのMAC学習の可視化 — フラッディングとユニキャスト転送

L2スイッチは、最初は「どのポートの先にどの機器がいるか」を知りません。でも通信するうちに、フレームの送信元MACアドレスと受信ポートをMACアドレステーブルに記録（学習）していきます。宛先が未知なら全ポートへ転送（フラッディング）／既知なら該当ポートだけへ転送（ユニキャスト）。「進む」を押して、テーブルが埋まっていく様子と転送の違いを確かめてください。

🔵 受信（送信元）／🟢 ユニキャスト転送／🟠 フラッディング（全ポート）

MACアドレステーブル

いま何が起きているか

スイッチの「MAC学習」とは

L2スイッチの賢さの正体が、このMAC学習（アドレスラーニング）です。スイッチはフレームが届くたびに、「送信元MACアドレス」と「そのフレームが入ってきたポート番号」をセットで MACアドレステーブル に記録します。こうして「このMACの機器は、このポートの先にいる」という地図を、通信しながら自動で作り上げます。エントリには寿命（エージングタイム）があり、しばらく通信が無いと消えます。

宛先で処理が変わる — フラッディング／ユニキャスト／ブロードキャスト

フレームを受け取ったスイッチは、宛先MACアドレスをテーブルで探して、次の3通りに処理を分けます。

宛先の状況	処理	どこへ送る？
テーブルにある（既知）	ユニキャスト転送	該当ポートだけ
テーブルにない（未知）	フラッディング	受信ポート以外の全ポート
ブロードキャスト（ff:ff:ff:ff:ff:ff）	常にフラッディング	受信ポート以外の全ポート

ポイントは、最初の1回は宛先が未知なので必ずフラッディングされること。でも、相手が一度でも返信すれば、その送信元MACが学習されるので、2回目以降は該当ポートだけへのユニキャストになります。上の可視化の②〜③がまさにこれです。

ハブとの違い — 「賢く送る」か「全部にばらまく」か

スイッチが登場する前のハブ（リピータハブ）は、届いた信号を常に全ポートへそのまま流すだけの機器でした（第1層）。スイッチ（第2層）は、MACアドレスを見て必要なポートだけに送るため、無駄な通信が減り、衝突（コリジョン）も避けられます。「ハブは考えずにばらまく、スイッチはMACを見て賢く送る」と覚えましょう。

スイッチ（L2）とルーター（L3）の違い

転送の判断に使うアドレスが違います。スイッチはMACアドレス（第2層）で同じネットワーク内を転送し、ルーターはIPアドレス（第3層）でネットワークをまたいで転送します。両者の関係や「宛先MACが1ホップごとに書き換わる」流れは、IPアドレスとMACアドレスの可視化と合わせて見ると立体的に理解できます。

基本情報技術者試験ではこう出る

「L2スイッチが宛先を決めるのに使うアドレスは（→MACアドレス）」「MACアドレステーブルに無い宛先のフレームはどう扱われるか（→全ポートへ転送＝フラッディング）」「ブロードキャストフレームの扱い」「スイッチとハブの違い」が定番です。スイッチは第2層、ハブ・リピータは第1層、ルータは第3層、という機器と層の対応もよく問われます（OSI参照モデルの可視化で整理できます）。

よくある質問

Q. フラッディングとブロードキャストは同じ？
A. 似ていますが別物です。ブロードキャストは「宛先が“全員宛”のフレーム」そのもの。フラッディングは「スイッチが（宛先が未知などの理由で）全ポートへ転送する動作」です。ブロードキャストは常にフラッディングされますが、ユニキャストでも宛先が未知ならフラッディングされます。

Q. なぜ受信したポートには送り返さないの？
A. 送信元はそのポートの先にいるので、送り返すと自分に戻ってくるだけで無意味だからです（かえって混乱のもと）。だから転送は「受信ポート以外」が基本です。

Q. テーブルがいっぱいになったら？
A. 一定時間使われなかったエントリは自動で消えます（エージング）。なお、大量の偽MACでテーブルを溢れさせ、意図的にフラッディングを起こして盗聴する「MACフラッディング攻撃」という手口もあり、対策（ポートセキュリティ）が取られます。