Mac の有線ネットワークについて知っておくべきことすべて

イーサネットケーブルの端。 [ピクサベイ]

Mac でネットワーク経由で高速かつ信頼性の高いファイル転送速度を実現したい場合は、Wi-Fi から有線ネットワークに切り替えるのが最善です。イーサネットと有線ネットワークに影響を与える可能性があるものについて必要な情報はすべてここにあります。

デバイスをネットワーク化することを考えると、多くの人はすぐに Wi-Fi ネットワークのセットアップに飛びつきます。これは、Apple のラインナップの最新のデバイスに特に当てはまります。実質的に Apple のエコシステム全体で Wi-Fi 接続が見られるからです。

ただし、ワイヤレスネットワークはセットアップと使用の観点から非常に便利ですが、計画に有線ネットワークを導入する機会がほぼ常に存在します。場合によっては、Wi-Fi を設定するよりも、単純に 2 点間にケーブルを張る方が良い場合があり、場合によっては、それが最良の解決策となる場合もあります。

あらゆる状況で Wi-Fi を活用できるわけではなく、干渉が信頼性に影響を与えたり、帯域幅の制限が高帯域幅の転送を処理できる安定した接続を必要とする人々にとって潜在的に問題となる可能性があります。

そんなときは有線ネットワークに目を向けましょう。

Wi-Fi ガイドと同様、この記事ではネットワークの設定方法や問題の解決方法については説明しませんが、自宅の物理的な配線を計画する前に知っておくべきハードウェア要素のいくつかについて説明します。通信網。

Wi-Fi ではなく有線ネットワークを使用する主な理由はいくつかありますが、それらは通常、信頼性、速度、セキュリティを中心としています。

まず、有線ネットワーク接続は、その説明どおりです。電気信号がコンピューティングデバイス間の配線を介してデータのパケットを渡します。複数のワイヤのより線を含むケーブルは、両方向の電気信号の転送に使用されます。

この単純なシステムはしばらくの間精緻化され、主要な改良が行われるたびに速度が向上し、ネットワーク接続で販売されている現在のデバイスのほとんどが最大 1 ギガビット/秒で接続できるようになりました。

Wi-Fi 接続の種類によっては、数ギガビット単位で測定できる最大スループットを備え、より高速な速度を誇るものもありますが、通常、それは理想的な条件下で、多くのデバイスが通信して接続が飽和している場合にのみ適用されます。イーサネットネットワーキングでは、2 台のデバイスが相互に通信するだけで最高速度を達成できます。

もちろん、これはすべて最適な条件下での話ですが、有線ネットワークの場合は、Wi-Fi よりも堅牢であるため、理論上の速度に近づく可能性が高くなります。物理的な接続には問題がほとんどありませんが、Wi-Fi は、視線を遮る物理的な物体、他の電波や他の通信、さらには競合する Wi-Fi ネットワークなどの干渉の影響を受ける可能性があります。

したがって、信頼性と速度の点で Wi-Fi は、大量のデータをできるだけ早く定期的に転送する必要がある状況に最適な選択肢となります。ユーザーと無線アクセスポイントを隔てている高さ 6 フィートの石の壁があり、無線信号の通過を妨げている場合など、有線ネットワークが唯一の解決策である場合もあります。

考慮すべきセキュリティ要素もあります。 Wi-Fi ユーザーは、暗号化されたデータを電波でブロードキャストする必要がありますが、近くにいる人は誰でも、Wi-Fi ネットワークが稼働している建物の外にいる人でも傍受できる可能性があります。

有線での信号の送信は依然として傍受される可能性があり、攻撃者が有線ネットワークに物理的に接続する可能性はありますが、一般的に家庭用の目的でこの方法でデータが取得される可能性は低くなります。より大きな危険は、攻撃者がシステムの制御を取得することです。これはインターネット経由でリモートから実行でき、必ずしも Wi-Fi や有線ネットワークに直接侵入する必要はありません。

それでも、無線アクセスポイントは最初にルーターに (通常はケーブルで) 接続する必要があるため、Wi-Fi ネットワークでは有線ネットワークを利用するのが一般的です。近年、メッシュネットワークにより無線アクセスポイント間の物理接続の必要性が減少していますが、企業ネットワークでのアクセスポイントの導入には有線ネットワーク接続が依然として頻繁に使用されています。

ホームユーザーにとって、有線ネットワークの使用は Wi-Fi ネットワークにとっても有益である可能性があります。有線ネットワークを使用すると、Wi-Fi を使用するデバイスの数が減り、Wi-Fi ネットワークへの負担が軽減され、より信頼性の高い動作が可能になります。

同軸ケーブルを使用したトークンバスネットワークやトークンリングネットワークなど、有線ネットワークに使用される名前やテクノロジは数多くあります。この記事では、Apple がデバイスで現在サポートしている標準、つまりイーサネット接続に固執することにします。

1983 年に IEEE 802.3 として標準化されたイーサネットは、世界で主流のネットワークテクノロジとなり、長年にわたってさまざまな改良が加えられてきました。オリジナルのバージョンでは、同軸ケーブルが使用されていました。これは、アンテナからテレビに信号を送信するなど、信号を渡すために多くの業界で使用されてきた一般的なケーブルタイプです。

接続上で最大 2.94Mbps の速度を提供する初期バージョンの後、電気電子学会が今日一般的にイーサネット接続と呼ぶものの始まりとなる規格を発行するまでに数年かかりました。

1990 年に、IEEE 802.3i は 10BASE-T として知られる接続タイプを標準化し、ネットワーク全体で最大 10M ビット、つまり 1.25 メガバイト/秒の転送速度を可能にしました。このバージョンの主な変更点は、同軸ケーブルが廃止され、代わりに「ツイストペア」ケーブルが使用されたことです。

ツイストペアは、絶縁シースで囲まれた中心コアを使用し、その後外部の導体とさらに絶縁を行うのではなく、実際にケーブルの長さに沿って撚り合わされたケーブルのペアを使用し、物理ケーブルごとに 4 つのペアを使用します。ねじれは、ケーブルを相互の電磁干渉から保護するのに役立ちますが、提供される保護の程度には限界があります。

このケーブルはカテゴリ 5 または Cat5 として知られており、複数の異なるタイプの信号を伝送するために使用できますが、ネットワークでの使用でよく知られています。「パワーオーバーイーサネット」では、ケーブルを使用して、データとともに電力を長距離にわたってホストデバイスに送信することもできます。

この規格では、スイッチやハブ、リピータなどの中間ハードウェアを使用してさらに 100 メートル延長する必要がなくなるまで、単一のケーブル長で最大 100 メートル (328 フィート) の距離で動作することが許可されています。

通常、ケーブルの終端は 8P8C モジュラープラグですが、一般的には RJ45 として知られています。これは技術的には誤った名称であり、構造的には電話用途に使用されるのと同じプラグに似ていますが、実際には、使用できる場所を制限する RJ45S 規格で定義されたサイドタブがありません。

4 つのツイストペアで 8 本のワイヤを使用するため、電気通信産業協会によって定義された 2 つの標準的な色の順序で、プラグにケーブルを順序付ける特定の方法があります。この順序は正式には T568A および T568B として知られており、正常に機能するにはケーブルの両端で同じ順序にする必要があります。

ペアを交換すると、他のペアの信号にクロストークや望ましくない意図しない影響が生じ、接続エラーが発生する可能性があるため、ピンの順序も重要です。

もちろん、ピン順序の議論が重要になるのは、独自の長さのケーブルを積極的に作成する場合、または家庭やオフィスのネットワークをよりクリーンに設置するために壁のソケットを設置する場合のみです。既製のケーブルを入手する場合は、ピンの順序をまったく気にする必要はありません。

ほとんどのユーザーは、非常に古いハードウェアを使用している場合を除き、10Mbps で動作するネットワークに遭遇する可能性はほとんどありません。それでも、遭遇する可能性があり、それが現代のネットワーキングの前身であるため、このガイドに含まれています。

下位互換性のおかげで、新しいハードウェアは引き続きこの規格のみを使用して古いアイテムと通信できるため、非常に遅いとはいえ、すべてが正常に動作するはずです。

ファストイーサネットは、1995 年に IEEE 802.3u 標準の一部として 100BASE-T として導入され、イーサネットのより高速な対応物です。名前が示すように、標準のイーサネットよりも高速な接続で、最大帯域幅は 100M ビットです。

いくつかのバリエーションがありますが、ファストイーサネットに一般的に使用されるのは 100BASE-TX で、これは Cat-5 ケーブルの使用に依存しますが、Cat5e、Cat6、Cat7 などの異なるバージョンを使用することもできます。

ケーブル配線の違いにより、各ケーブルが生成できる帯域幅の量など、ネットワークに対するそれぞれの最大機能が変わります。

Cat5e の場合、「強化された」ケーブルはより高い IEEE 標準に準拠し、ノイズとクロストークを低減します。 Cat5 と同様に、Cat5e は最大 100MHz の周波数を公式にサポートしていますが、最大 1000Mbps (1Gbps) のより高い周波数を確実に処理できます。

繰り返しますが、Cat5 または Cat5e ケーブルを使用すると、サポートが必要になるまでネットワークセグメントをそれぞれ最大 100 メートル実行できます。 Cat5e は、類似性がありながら改善された特性を備えているため、最も一般的なタイプのネットワークケーブルとして市場で Cat5 にほぼ置き換わっており、特にギガビットネットワークをサポートする機能を考慮すると、ファストイーサネットネットワークでの使用に最も適しています。

ファストイーサネットネットワークの一部として光ファイバー接続を使用したり、次世代のネットワークテクノロジを使用したりすることもできますが、これはホームユーザー向けというよりは企業向けです。

イーサネットと同様に、業界ではネットワーク接続速度の高速化が進んでおり、ファストイーサネットまたは最大 100Mbps 接続をサポートするデバイスはほとんどありません。下位互換性が再び適用されるため、イーサネットケーブルを使用した新しい接続タイプは、高速イーサネットを使用する古いハードウェアでも動作しますが、速度は 100Mbps より遅くなります。

GbE、1 GigE、または単にギガビットとも呼ばれるギガビットイーサネットは、1999 年に 1000BASE-T として IEEE 802.3ab の一部として登場しました。ファストイーサネットが改良の中でイーサネットの帯域幅にゼロを追加したのに続き、ギガビットも理論上の最大速度 1Gbps で同じことを行います。

消費者がより高速でより多くの帯域幅を要求するにつれて、ギガビットはデバイス製造業者によって採用されるようになり、おそらく今日のデバイスで最も一般的に見られる有線ネットワーク接続になりました。

速度向上の変化の一部は、ケーブル内での 2 つのツイストペアの使用から 4 つのペアすべてに移行し、使用できる帯域幅の量を最大化したことによるものです。

Cat5 および Cat5e ケーブルを使用してギガビットネットワークを処理することは可能ですが、それが必ずしも最良の選択肢であるとは限りません。ギガビットネットワークは高速で動作することにより、クロストークなどのケーブルの問題の影響を受けやすくなり、場合によっては望ましい速度で動作しなくなる可能性があります。

Cat6 ケーブルはよりきつめの撚りで作られ、より厚いシースとナイロンスパインを使用しているため、クロストークがさらに最小限に抑えられ、より耐久性が高くなります。これにより、接続が可能な限り理想に近づく可能性が高まるため、ギガビットネットワークに非常に役立ちます。

伝送周波数レートが 250MHz に向上したことにより、ネットワークが潜在能力を発揮できる可能性が高まりました。

ただし、物理的にケーブルが異なると、コーナーや曲がりのある狭いスペースにケーブルを配置するなど、ケーブル自体の問題が生じます。

数年前であれば、人々がギガビットレベルのネットワークのために Cat6 に移行せずに Cat5e を使い続ける大きな要因となっていたのはケーブルのコストでしたが、一般的なコストは全体的に同等です。現在、自宅の設置に Cat6 ケーブルを使用しない理由はほとんどありません。

さらに、購入するデバイスのほとんどが将来的にはギガビットレベル以上の速度を提供することになるため、早めに将来に備えておく価値があるかもしれません。

10GbE およびその他の短縮形とも呼ばれる 10 ギガビットイーサネットは、小数点をシフトすることによって速度がさらに向上したものです。ご想像のとおり、この接続は理論上の最大接続速度 10 Gbps を提供します。これはギガビットの 10 倍、元のイーサネットの 1,000 倍です。

他のデバイスと同様に、10 ギガビットイーサネットをサポートするデバイスも以前のバージョンとの下位互換性がありますが、通常は 2.5Gbps や 5Gbps などの他のギガビットレベルの速度のサポートも含まれています。

一般の人々の帯域幅への欲求を考えると、デバイスメーカーによってすぐに採用されたと予想されるでしょうが、IEEE 802.ae の一部として 2002 年に初めて登場したことを考えると、ギガビットイーサネットと比較して普及にはかなりの時間がかかりました。実際、企業での使用以外では、実際に 10GbE 接続をサポートするデバイスは市場には比較的少数です。

家庭で使用できないというわけではありません。ネットワークカードとアダプターを入手して、既存の機器をアップグレードして標準を使用することは完全に可能ですが、そのためには割増価格を支払うことが予想されます。

たとえば、ギガビットイーサネットが成熟し、ベンダーがギガビットイーサネット用のより安価な消費者向けハードウェアを構築しているため、8 ポートギガビットスイッチを場合によっては Amazon から 20 ドル未満で簡単に購入できます。一方、10 ギガビットスイッチを検索すると、商用利用を目的としたハイエンド市場にたどり着きます。価格は数百ドルから始まり、すぐに上昇します。

10GbE のケーブル接続は、以前の世代向けのケーブルを使用できるという確立されたパターンに従っています。 Cat 6 ネットワークケーブルを購入した場合は、10GbE への移行の準備は完了ですが、セグメント間の最大距離は 55 メートル (180 フィート) に制限されます。

これに対する解決策は、再び厳しい規格に準拠し、500MHz で動作する Cat6a ケーブルを入手することです。また、距離制限も再び100メートルに引き上げられる。

もちろん、いつでもさらに 1 段階進むことは可能です。

「カテゴリー 7」と呼ばれる最大 600MHz の周波数に対応するケーブルは、より厳しい仕様を利用し、ケーブル全体に追加のシールドを使用してクロストークをさらに防止します。これにより、最大 100 メートルの距離で 10GbE を簡単にサポートできるほか、より高速な接続速度のためのヘッドルームも確保できます。

10GbE のサポートは民生用デバイスではすぐには利用できませんが、時間の経過とともにハードウェアのコストが下がり、互換性が一般的になることはほぼ確実です。

ケーブルを扱い、ネットワークに接続するデバイスが必要な速度の基準を満たしていることを確認するとき、インフラストラクチャデバイスという考慮すべき要素がもう 1 つあります。スイッチ、ルーター、ハブなどのハードウェアは、デバイスを相互に接続したり、小規模なコレクションを超えてネットワークを拡張したりするために必要です。

ただし、これら 3 つはデバイス間の通信を可能にしますが、その方法は若干異なります。

ハブは最も基本的なネットワークアプライアンスであり、ハブに接続されているすべてのデバイスが相互に認識し、ネットワーク経由で通信できるようになります。また、データパケットの処理方法の点から、デバイスを相互に接続するための賢明な方法でもありません。

コンピュータ A がハブ経由でコンピュータ B 宛てのデータパケットを送信すると、そのパケットはコンピュータ B だけでなく、同じスイッチに接続されている他のすべてのコンピュータにも送信されます。インテリジェントなルーティングはなく、単に盲目的にすべてに送信するため、トラフィックレベルが高いネットワークでは問題になる可能性があります。

10 年前、ハブはネットワークを稼働させるための非常に安価なオプションとして魅力的でしたが、スイッチが安価に購入できるようになるとハブは時代遅れになりました。

スイッチは、実質的に同じタスクを実行しますが、より優れているため、インテリジェントハブとして近似できます。スイッチはどのコンピュータが接続されているかを学習すると、ネットワーク全体にブロードキャストすることなく、データのパケットを目的の受信者に送信します。

これにより、不要なデータパケットをあまりブロードキャストしないだけでネットワーク上のトラフィック量が削減されるため、スイッチの性能が大幅に向上します。

ルーターは事実上スイッチですが、より多くのインテリジェンスを備えています。コンピュータ間のトラフィックフローを処理できるだけでなく、ネットワークアドレス変換を介して、インターネットやその他のソースからネットワークに送受信されるデータも処理できます。

たとえば、ネットワーク上のコンピュータは、データのパケットをオンラインのサーバーに送信できます。ルーターは、パケットをインターネットに送信する前に、パケットの送信者の IP アドレスを、送信者のローカル IP アドレスからインターネットサービスプロバイダーによってルーターに割り当てられた IP に更新します。

ルーターが応答としてデータのパケットを受け取ると、目的のローカル受信者コンピューターの IP をパケットに適用し、それをローカルネットワーク経由で宛先に送信できます。

ホームユーザーは、インターネットへのアクセスを処理するだけでなく、ネットワークの要素も管理するという点で、インターネットプロバイダーが提供するルーターに馴染みがあるでしょう。たとえば、ファイアウォールとして機能するだけでなく、ネットワーク上のコンピュータに IP アドレスを割り当てる動的ホスト構成プロトコル (DCHP) を処理することもできます。

技術的には、2 台のコンピュータをネットワーク接続するためにスイッチ、ハブ、またはルーターを使用する必要はありません。これは、2 台のコンピュータ間にネットワークケーブルを直接使用することで可能です。ただし、通常のネットワークケーブル（パッチケーブル）を使用するだけではできません。

クロスケーブルは、ケーブルの両端で同じ配線順序を持たない、意図的に間違って作られたネットワークケーブルです。具体的には、一方の端は T568A の順序を使用し、もう一方の端は T568B に設定され、プロセス中に一部のピンを切り替えます。

このような設定ではネットワークが 2 台のデバイスのみに制限されるため、ケーブルを交換しない限り、ネットワークを簡単に拡張する余地はありません。このような場合、クロスオーバーケーブルをわざわざ作るよりも、少なくとも拡張のためのオプションが提供されるため、2 本のパッチケーブルと安価なスイッチを入手する方が通常は良い考えです。

Apple のデスクトップ Mac のラインナップはすべて、全般的に何らかのイーサネット接続を提供しています。多少の違いはありますが、一般的にはギガビットイーサネットまたは 10 ギガビットイーサネットのいずれかのサポートを検討しています。

21.5 インチ iMac は、グループ内でギガビットイーサネットポートを搭載した唯一の Mac であり、内蔵オプションをアップグレードする追加のオプションはありません。 Mac mini と 27 インチ iMac はどちらもデフォルトでギガビットイーサネットポートを備えていますが、追加料金 100 ドルで 10 ギガビットに構成できます。

iMac Pro には、1 つの 10 ギガビット接続が組み込まれて出荷されます。 Mac Pro には 10 ギガビットポートが 2 つ装備されていますが、豊富な PCIe 拡張スロットにより、必要に応じて接続を追加することもできます。

MacBook Pro のどのモデルにも Ethernet ポートはありませんが、接続可能なハブやドックで使用できます。 USB-C ポートを備えた iPad Pro のモデルも、同じ種類のアダプターを使用して有線ネットワークに接続できます。

Lightning ポートを備えた iPhone や iPad をワイヤレスではなくイーサネットに接続するアダプターが市販されているため、サポートは USB-C だけに限定されません。

実際、ある時点で、Apple は独自のネットワークハードウェアを販売していました。同社の AirMac ルーター製品ラインは数年間の販売を経て 2018 年に廃止され、ユーザーはネットワークのニーズを満たすために他の製品を探すことになりました。

Apple が自社のハードウェアをワイヤレスネットワーキングを指向にしていることは明らかです。ほとんどの製品エコシステムで有線ネットワークを使用できる機能を維持することで、より多くの接続オプションを検討できるようになります。

大規模なネットワークの設置を計画している場合は、時間をかけて適切に計画してください。穴を開けて壁にケーブルを配線する場合は、どのようなネットワークが必要で、将来的に必要になるかを検討する必要があります。

たとえば、自宅で機能するギガビットイーサネットネットワークを構築するために Cat 5e ケーブルを大量に購入するのは良いことですが、それではアップグレードの余地が残りません。設置に高いカテゴリのケーブルを選択する場合は、価格が安くなったときにスイッチをギガビットモデルから 10 ギガビットイーサネットをサポートするモデルに変更するだけで済む可能性があります。

また、ネットワーク上のすべてのデバイスが希望する接続速度をサポートできるわけではないことも考慮してください。ファストイーサネットのみをサポートし、ギガビットをサポートしない古いハードウェアもあるかもしれませんが、何らかの方法でそのサポートを有効にするためのアップグレードオプションが利用できる場合があります。

最後に、最大ネットワーク速度は決して表示されないことに留意してください。ネットワーク上の他のハードウェア、スイッチやルーターの制限、ケーブルの長さと品質、その他の要因により、速度が理論上の制限から簡単に低下する可能性があります。

帯域幅の最先端に近づくことはできますが、帯域幅の最先端には到達できません。接続性が次に大幅に向上するまで、速度の点で必要な速度に到達し、それで満足します。

南ウェールズに拠点を置くマルコムオーウェンは、2012 年からテクノロジーについて執筆しており、以前は Electronista と MacNN に寄稿しました。休み時間には写真を撮り、手品に興味を持ち、自分の仕事に悩んでいます。