解説

ネットワーク中継機器を OSI 基本参照モデルの階層で整理する問題です。問われている4機器の動作階層は次のとおりです。メディアコンバータとリピータハブは物理層（第1層）の機器で、信号の変換や中継のみを行い、アドレスは解釈しません。レイヤ2スイッチはデータリンク層(第2層）の機器で、MAC アドレスを見て適切なポートにフレームを中継します。レイヤ3スイッチはネットワーク層（第3層）の機能を併せもつスイッチで、IP アドレスを見てパケットをルーティング（経路選択・中継）できます。この4機器のうち「ネットワーク層において、宛先アドレス（IP アドレス）に従って適切な LAN ポートにパケットを中継する機能」をもつのはレイヤ3スイッチだけであり、イが正解です。中継機器の問題は「物理層＝リピータハブ・メディアコンバータ」「データリンク層＝ブリッジ・L2スイッチ」「ネットワーク層＝ルータ・L3スイッチ」という階層対応表を覚えておけば、ほぼ機械的に解答できます。

なぜ他の選択肢は違うのか

選択肢 ア

データリンク層において宛先アドレス（MAC アドレス）に従って適切な LAN ポートにパケット（フレーム）を中継する機能は、レイヤ2スイッチがもつ機能です。レイヤ3スイッチもこの機能を内包していますが、問題は「レイヤ3スイッチだけがもつ機能」を問うているため、L2 スイッチと共通するデータリンク層の中継機能は該当しません。

選択肢 ウ

物理層において異なる伝送媒体を接続し、信号を相互に変換する機能はメディアコンバータの説明です。例えば光ファイバとメタルケーブル（ツイストペアケーブル）の間で電気信号と光信号を変換する装置が該当します。アドレスの解釈は一切行わない物理層（第1層）の機器であり、IP アドレスを見てパケットの中継先を選択するネットワーク層の機能とは動作する階層がまったく異なります。

選択肢 エ

物理層において入力信号を全ての LAN ポートに対して中継（再生・増幅して送出）する機能はリピータハブの説明です。宛先アドレスを一切判別せず、受け取った信号をすべてのポートにそのまま流すため、不要なトラフィックが LAN 全体に広がってしまいます。宛先アドレスを見て必要なポートだけに中継するスイッチ類（L2・L3）との最大の違いが、この「全ポートへの無差別中継」です。

解くときのポイント

中継機器は階層対応で暗記: 物理層＝リピータハブ・メディアコンバータ（アドレス見ない）、L2＝MACアドレス、L3＝IPアドレス。「だけがもつ機能」と問われたら最上位層の機能を選ぶ。