第7章 ルーティングプロトコル

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Transcript 第7章 ルーティングプロトコル

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。
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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.
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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.
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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.
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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
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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.
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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
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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
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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
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
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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
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・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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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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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
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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
192.168.4.0/24
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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
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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
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7.6 BGP
(Border Gateway Protocol)
4403097 安松良太
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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。
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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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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
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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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