第7章 ルーティングプロトコル 1 7.1 経路制御（ルーティング） 4403048 椎葉 洋 2 7.1 経路制御 IPアドレスと経路制御 • ルーターが「正しい方向」へパケットを転送する ための処理を経路制御（ルーティング）と呼ぶ。 • ルーターは経路制御表を参照にしてパケットを 転送する。したがって、経路制御表には絶対に 正しい情報が必要。 3 スタティックルーティングと ダイナミックルーティング(1) スタティックルーディング（静的経路制御） ルーターやホストに固定的に経路情報を設定する方法 設定は通常、人の手で行われる。ネットワークの異常が発生した 時も人が手で設定を変更しなければならず、管理者に負担がか かる。 4 スタティックルーティングと ダイナミックルーティング(2) ダイナミックルーティング（動的経路制御） ルーティングプロコトルを作動させ自動的に 経路情報を設定する方法 ルーティングプロコトルの設定を行う必要がある。 ネットワークに異常が発生した場合回路がある場合には パッケトは自動的に回路を通るように設定される。 5 スタティックルーティングと ダイナミックルーティング(3) 7.1 経路制御 6 7.1 経路制御 ダイナミックルーティングの基礎 • 隣り合うルーター間で自分が知っているネットワー クの接続情報を教えあうことによりおこなわれる。 7 7.2 経路を制御する範囲 4403048 椎葉 洋 8 インターネット上の組織 インターネット →考え方や、方針の違う組織が相互に接続し、 通信できる世界 →管理される、する側という関係がなく、互いの 組織は対等な関係で接続される 9 自律システムとルーティングプロトコル 自律システムとは・・・ →組織の内部で経路制御に関する決まりを決 めて、それを元に運用する範囲のこと。経路 制御ドメインともいう。 （例）・地域ネットワーク ・ISP(インターネットサービスプロバイダ) →管理者、運営者が経路制御の方針を 立て、それに従って経路制御の設定 10 11 • IGP・・・自律システム内部でダイナミック ルーティングに利用される、ドメイン内 ルーティングプロトコル • EGP・・・自律システム間の経路制御に 利用される、ドメイン間ルーティングプロ トコル 12 EGPとIGP ルーティングプロトコルにおける2段階の階層化 1. EGPによって地域ネットワークやプロバイダ 間の経路制御が行われる 2. IGPによってその地域ネットワークやプロバ イダ内部のどのﾎｽﾄなのかが識別される → EGPが無ければ世界中の組織と、IGPが無 ければ組織内部と通信できない 13 ７.３ 経路制御アルゴリズム ４４０３０９８ 山口 哲平 14 ７.３.1 距離ベクトル型 (Distance-Vector) • 距離と方向によって目的のネットワークやホ ストの位置を決定 • 処理が比較的簡単だが、ネットワークの構造 が複雑になると安定に時間がかかったり、経 路にループが生じやすくなる 15 距離ベクトル型の図 ネットワークAまでの距離３ ネットワークAまでの距離８ ネットワーク Aまでの距離は 左のほうが近いな 左に進んでください ホストAに行きたい 16 ７.３.２ リンク状態型(Link-State) • ルーターがネットワーク全体の接続状態を理 解して経路制御表を作成 • 各ルーターの情報が同じになれば正しい経 路制御が行われる • 経路制御が安定 • 計算が複雑で高いCPU能力と多くのメモリ資 源を必要とする 17 リンク状態型の図 ６ A ７ ５ ２ ３ ２ ２ 現在地 地図を見ると 左に行ったほうが 近いな ホストAに行きたい 左に進んでください 18 7.3 経路制御アルゴリズム 7.3.3主なルーティングプロトコル ルーティング プロトコル 下位 プロトコル 方式 RIP UDP 距離ベクトル RIP2 UDP OSPF 適応範囲 ループの 検出 組織内 × 距離ベクトル 組織内 × IP リンク状態 組織内 ○ EGP IP 距離ベクトル 対外接続 × BGP TCP 経路ベクトル 対外接続 ○ IDRP IP 経路ベクトル 対外接続 ○ 19 7.4 RIP (Routing Information Protocol) 4403005 石原 真樹 20 RIPとは・・・ • ネットワーク内でルータなどの制御機器が経 路情報を相互に交換するためのプロトコル． • TCP/IP用やIPX/SPX用など上位のプロトコ ルごとに種類があり、それぞれ全く違うもので ある．ルータ等の制御機器は、RIPで得た経 路情報を元にパケットをどこに送ればよいか を判断する． 21 ルータ-Bは ネットワー クAまで距離 ２ RIPの概要 ② ルーターA ルータ-Dは ネットワー クAまで距離 ３ ルーターC ② ネットワークA ① ルーターB ① ルータ-Aは ネットワー クAまで距離 １ ③ ③ ルータ-Bは ネットワー クAまで距離 ２ ルーターD ルータ-Cは ネットワー クAまで距離 ３ ① 自分が知っている経路制御情報をブロードキャストする．(30秒に１回) ② 知った情報に距離を１足してからブロードキャストする． ③ このようにして少しずつ情報が伝わっていく． 22 経路決定 • RIPは距離ベクトルにより経路を決定する． • 距離の単位は「ホップ数」． • 目的のIPアドレスに到達する時，できるだけ ホップ数が小さくなるような経路を選択するよ う制御されている． 23 距離ベクトルにより経路表を作成 距離ベクトルデータベース 経路制御表 IPアドレス 方向 距離 192.168.1.0 192.168.1.1 1 IPアドレス 方向 192.168.2.0 192.168.2.1 1 192.168.1.0 192.168.1.1 192.168.3.0 192.168.2.2 2 192.168.2.0 192.168.2.1 192.168.3.0 192.168.2.3 3 192.168.3.0 192.168.2.2 192.168.4.0 192.168.2.2 3 192.168.4.0 192.168.2.3 192.168.4.0 192.168.2.3 2 192.168.3.0 192.168.3.1 192.168.3.2 ルーターA 192.168.1.1 192.168.1.0 192.168.2.1 192.168.2.0 192.168.2.2 192.168.2.3 192.168.4.2 192.168.4.1 192.168.4.0 24 RIPで経路が変更される時の処理(1) • ネットワークが切れたと判断した場合にはそ の情報は流れなくなり，他のルーターはネット ワークが切れたことを知ることが出来る． しかし、これだけではいくつかの問題 が発生する． 25 RIPで経路が変更される時の処理(2) ■ 無限カウント • 距離16を通信不能にする． • スプリット経路情報を教えら れたインターフェースには教 えられた経路情報を流さない． （Split Horizon） ■ ループがある ネットワーク • ポイズンリバース • トリガーアップデート 26 7.5 OSPF (Open Shortest Path First) 4403093 宮本佳徳 27 7.5.1 OSPFはリンク状態形の ルーティングプロトコル リンク状態型のルーティングプロトコル ルーターがネットワーク全体の接続状態を理 解して経路制御表を作成する方法 28 ネットワークAとルー ターAはつながってい ます。 ルーターA ルーターB ルーターC ネットワークA ルーターD ネットワークAとルー ターAはつながってい ます。 ネットワークAとルー ターAはつながってい ます。 29 トポロジーデータベース ルーターA ルーターB ルーターC ネットワークA ルーターD 30 OSPFでの経路 ルーター FDDI１００Mbps メトリック＝１０ ホスト ルーター ATM １５５Mbps メトリック＝１０ ルーター ホスト イーサネット１０Mbps イーサネット１０Mbps メトリック＝１００ メトリック＝１００ ルーター ルーター シリアル回線５７ｋｂｐｓ メトリック＝１００００ RIPでの経路 31 7.5.2 OSPFの基礎知識 • OSPFでは同一リンクに接続されていて、経路 情報を交換するルーターを隣接ルーターと呼 ぶ • イーサネットやFDDIなど、複数のルーターが 同一リンクに接続されているときには、指名 ルーターが決められ、そのルーターを中心に 経路制御情報が交換される 32 ・RIPではパケットの種類は１つしかなかった のでネットワークの数が多くなれば、毎回交換 する経路制御情報のパケットが大きくなってし まっていた。 ・OSPFでは、役割ごとに５種類のパケットを用 意しているので、トラフィックを軽減させながら よりスピーディーに経路を更新できるように なっている。 33 表：OSPFパケットの種類 タイプ パケット名 機能 １ Hello 隣接ルーターの確認、指名ルーターの決定 ２ データベース記述 データベースの要約情報 ３ リンク状態要求 データベースのダウンロードの要求 ４ リンク状態更新 データベースの更新情報 ５ リンク状態確認応答 データベースの確認応答 34 7.5.3 OSPFの動作の概要 LANの場合 １０秒に一回Helloパケットを送信 ４回（４０秒）待っても返事が来ない場合 接続が切れたと判断 リンク状態更新パケットを送信 35 リンク状態データベース 経路制御表 ネットワーク ルーター メトリック IPアドレス 次のルーター 192.168.1.0/24 ルーターA 10 192.168.2.0/24 ルーターA ルーターB ルーターD 10 192.168.1.0 192.168.2.0 192.168.3.0 192.168.4.0 192.168.1.1 192.168.2.1 192.168.2.2 192.168.2.3 192.168.3.0/24 ルーターB ルーターC 10 ルーターC ルーターD 10 192.168.4.0/24 ホスト 192.168.3.0/24 192.168.3.1 ホスト 192.168.1.1 ルーターA ルーターB 192.168.2.1 192.168.3.2 ルーターC 192.168.2.2 192.168.4.2 192.168.2.3 192.168.1.0/24 192.168.2.0/24 192.168.4.1 ルーターD 192.168.4.0/24 36 7.5.4 階層化されたエリアに分け てきめ細かく管理 ネットワークが大きくなると経路制御情報 の計算が大変になる 計算の負荷を軽減するため、エリアとい う概念を取り入れる 37 自律システム（AS)内 エリア１ エリア２ エリア３ ルーター① ルーター① ルーター① ルーター⑤ ルーター② ルーター② ルーター② ルーター② ルーター④ ルーター③ エリア０ バックボーンエリア 38 バックボーンエリア エリア0 エリア１ C D エリア０、エリア２、外部経 路の経路情報は、C、Dの それぞれのルーターから の目トリックの情報として 流される。 B エリア２ A E ルーターEがデフォルト ルートになるように、経路 情報を流す 39 7.6 BGP (Border Gateway Protocol) 4403097 安松良太 40 7.6.1 ＢＧＰとAS番号 • BGP（Ｂｏｒｄｅｒ Ｇａｔｅｗａｙ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）は AS間の情報伝達を行うためのプロトコ ル。 • AS間の経路制御にはAS番号を用い る。 41 AS番号 • ASの識別を行うためＡＳごとに割り当て られる16ビットの番号。 • 番号の発行はJPNIC （Japan Network Information Center）が行っている 番号例：ISP = DION：4732 OCN：4713 So-net 2527 42 7.6 BGP ＡＳ番号でネットワークを管理 AS1 組織 ISP ● ○ EBGP 地域ネット ● IX ダイアルアップ ○ AS2 EBGP EBGP 組織 ● ○ IBGP ● ○ ISP ISP AS3 43 7.6 BGP なぜAS番号を使うのか？ 大規模なネットワークには集約できない複数のネット ワークアドレスが存在。 アドレスを別々に扱っての経路制御は大変。 AS単位での経路制御 44 7.6 BGP ＢＧＰは経路ベクトル BGPは目的とするASまでに通過するAS番号を AS経路リストとして収集 経路選択の際にAS経路リストから より短いルートを選択 45 経路ベクトルの利点 • どのASを通過するのか分かるのでループの 検出ができる。 • パケットの転送時に通過するASを指定するこ とができる（ポリシー経路制御） 46
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