第7章 ルーティングプロトコル （経路制御プロトコル）
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Transcript 第7章 ルーティングプロトコル （経路制御プロトコル）
第７章
ルーティングプロトコル
（経路制御プロトコル）
情報通信ネットワーク
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7.1 経路制御（ルーティング）とは
4407402 丹野 雅弘
情報通信ネットワーク
2
7.1.1 IPアドレスと経路制御
・ 経路制御（ルーティング）
ルーターがパケットを正しく宛先ホストへ転送
する為の処理
・ 経路制御表
ルーターが次に送信するためのルーターの
宛先IPアドレスを参照するための情報が入っ
ている表
↓
正しい情報が入っていないと目的のホストに
パケットが届かない。
情報通信ネットワーク
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7.2.2 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)
• スターティックルーティング（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
・人の手によって経路情報の入力が行われる
ネットワークが一つ追加されると、すべての
ルーターに情報を設定する必要がある
・異常が発生したら、管理者が手作業で設定を
変更する必要がある
情報通信ネットワーク
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7.2.2 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（動的制御）
・ルーティング（経路制御）プロトコルの設定を
する必要がある。
→ プロトコルによって設定の仕方が変わる。
・ネットワークを追加したルーターのみ設定を変
更すればよい。→ 管理の手間がかからない。
・障害が発生しても迂回路を設定しておけば、
自動で経路の設定を変更する。
・隣り合うルーター間で定期的な通信をする必
要がある。
情報通信ネットワーク
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7.2.2 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)
情報通信ネットワーク
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7.3.3 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合う。
• バケツリレー式にネットワークの隅々まで情
報が伝わると経路制御表が完成し、IPパケッ
トを正しく転送できるようになる。
情報通信ネットワーク
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7.2 経路を制御する範囲
4407402 丹野 雅弘
情報通信ネットワーク
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1.自律システム
組織の内部で経路制御に関するルールを
決めて、それを基に運用する範囲
↓ つまり
同一の決まり、考え方（ポリシー）によって
経路制御を管理する組織のこと
自律システム（AS：Autonomou System）は、
経路制御ドメイン（Routing Domain）ともいう
情報通信ネットワーク
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2. 自律システムの例
• 地域ネットワークやISPの内部
ネットワーク構築、管理、運用する管理者（又
は運営者）が、経路制御に関する方針を立て、
その方針に従って経路制御の設定が行われ
る。
情報通信ネットワーク
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3. AS内とAS間
IGP: ドメイン内のルーティング
プロトコルで、自律システ
ムの内部でダイナミック
ルーティングに利用され
る。
EGP：ドメイン間のルーティン
グプロトコルで、自律シ
ステム間の経路制御に
利用される。
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4. EGPとIGP
• EGP（Exterior Gateway）
地域ネットワークやプロバイダ間の経路制御を行う。
世界中の組織と通信できる。
BGP（Border Gateway Protocol）を利用。
• IGP（Interior Gateway Protocol）
地域ネットワークやプロバイダ内部のどのホストなの
かを識別する。
組織内部の通信ができる。
RIP（Routing Information Protocol）やRIP2、OSPF
（Open Shortest Path First）を利用。
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7.3 経路制御アルゴリズム
4407402 丹野 雅弘
情報通信ネットワーク
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1. 距離ベクトル型
• Metric:経路制御で使われる距離やコストなど
転送の判断に使われる指標。
• 距離（Metric）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する方法。
• ルーター間で、ネットワークの向きと距離に関
する情報が交換される。
• ネットワークの構造が複雑になると経路制御
情報が安定するまで時間がかかる（経路の
収束）。
情報通信ネットワーク
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1. 距離ベクトル型（２）
各ルーターのネット
ワークへの距離の
情報は必ず異なるた
め情報が正しいか判
断できない。
情報通信ネットワーク
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2. リンク状態型
• 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。
• ネットワークの構造は、どのルーターにとって
も同じなので、持っている情報はすべて同じ。
• 経路制御情報を他のルーターと同期させるこ
とができる。
• 各ルーターは正しい経路制御情報を持つこと
で、安定した経路制御を行うことができる。
情報通信ネットワーク
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3. 主なルーティングプロトコル
情報通信ネットワーク
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7.4 RIP
(Routing Information Protocol)
4407036 榊原 悠
情報通信ネットワーク
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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
情報通信ネットワーク
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RIPの概要
ルータ-Bは
ネットワークA
まで距離２
②
ルーターA
ルーターB
ネットワークA
ルータ-Dは
ネットワークA
まで距離３
ルーターC
②
①
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．
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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
情報通信ネットワーク
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距離ベクトルにより経路制御表を作成
距離ベクトルデータベース
IPアドレス
方向
距離
192.168.1.0
192.168.1.1
1
192.168.2.0
192.168.2.1
1
192.168.3.0
192.168.2.2
2
192.168.3.0
192.168.2.3
3
192.168.4.0
192.168.2.2
3
192.168.4.0
192.168.2.3
2
経路制御表
IPアドレス
方向
192.168.1.0
192.168.1.1
192.168.2.0
192.168.2.1
192.168.3.0
192.168.2.2
192.168.4.0
192.168.2.3
情報通信ネットワーク
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RIPで経路が変更される時の処理
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
情報通信ネットワーク
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RIPで経路が変更される時の処理
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
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RIP2
RIPを運用して得られた様々な経験を基
にして改良が行われたプロトコル
マルチキャスト使用
サブネットマスク対応
ルーティングドメイン
外部ルートタグ
認証キー
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7.5 OSPF
(Open Shortest Path First)
4407036 榊原 悠
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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
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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。
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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
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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
ホスト
ルーター
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
情報通信ネットワーク
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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
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OSPFの基礎知識
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。
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OSPFの基礎知識
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
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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
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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
情報通信ネットワーク
192.168.4.0/24
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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
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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
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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
情報通信ネットワーク
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7.6 BGP
(Border Gateway Protocol)
4407036 榊原 悠
情報通信ネットワーク
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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
情報通信ネットワーク
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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
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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
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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
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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
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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）
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