第7章 ルーティングプロトコル

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第7章ルーティングプロコトル
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目次
7.1 経路制御(ルーティング)とは
4402067 姫島隆一郎
7.2 経路を制御する範囲
4400066 鈴木大介
7.3 経路制御アルゴリズム
4401037 小松俊介
7.4 RIP
(Routing Information Protocol)
4402017 小畠 大樹
7.5 OSPF
(Open Shortest Path First)
4402033 高野 蓉功
7.6 BGP
4401481 早田有規子
2
7.1 経路制御(ルーティング)とは
4402067 姫島隆一郎
3
7.1.1 IPアドレスと経路制御
経路制御(ルーティング)
「正しい方向」へパケットを転送するためのルーターの処理
ルーターはIPアドレスの経路制御表(ルーティングテーブル)
を参照してパッケトを転送
4
7.1.2 スタティックルーディングとダイナミックルーティング
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。
5
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せっていされる。
6
7.1.2 スタティックルーディングとダイナミックルーティング
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。
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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せっていされる。
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7.2 経路を制御する範囲
4400066 鈴木大介
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7.2.1 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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7.2.2
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
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7.2.2
自律システムとルーティングプロトコル
12
7.2.2 自律システムとルーティングプロトコル
• 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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7.2.3 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
4401037 小松俊介
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経路制御のアルゴリズムで
代表的なものは二つ
距離ベクトル型(Distance-Vector)
リンク状態型(Link-State)
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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
ストの位置を決定する方法
• 処理が比較的簡単
• 各ルーターの情報は必ず異なる
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7.3.1 距離ベクトル型(Distance-Vector)
• 各ルーターの情報が正しいかどうか確認する
のが困難である
• 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ったり、経
路にループが生じるなどの問題が発生する
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7.3.1 距離ベクトル型(Distance-Vector)
ネットワークAまでの距離4
ホストAに行きたい
ネットワークAまでの距離8
左に進んでください
19
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
理解している
• すべてのルーターが同じ情報を持つ
20
7.3.2 リンク状態型(Link-State)
6
A
7
5
2
3
2
2
現在地
ホストAに行きたい
地図をみると左のほうが近い
から左に進んでください
21
7.3.2 リンク状態型(Link-State)
6
A
7
5
2
3
2
2
現在地
22
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
適応範囲
ループの
検出
RIP
UDP
距離ベクトル
RIP2
UDP
距離ベクトル
組織内
×
OSPF
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
○
組織内
×
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7.4 RIP
(Routing Information Protocol)
4402017 小畠 大樹
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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.
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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.
29
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
30
7.3.2 リンク状態型(Link-State)
• ネットワークが複雑になっても、各ルーターが
経路制御情報を他のルーターと素早く同期さ
せることに専念すれば、経路制御を安定させ
ることができる
• ネットワークトポロジーから経路制御表を求
める計算はかなり複雑になる
• トポロジー情報の管理のために高いCPU能
力と多くのメモリ資源が必要になる
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7.5 OSPF
(Open Shortest Path First)
4402033
高野 蓉功
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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
33
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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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
40
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
41
自律システム(AS)内
エリア1
エリア2
エリア3
ルーター
ルーター
ルーター
ルーター
ルーター
ルーター
ルーター
ルーター
ルーター
ルーター
エリア0 バックボーンエリア
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7.6 BGP
4401481 早田有規子
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BGP
(Border Gateway Protocol)
組織間を接続する際に利用されるプロトコル
例) 各ISP間の接続部分
BGPとRIPやOSPFが協調的に経路制御を行
うことによりインターネット全体の経路が制御
されている
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BGPとAS番号
BGPではISPや地域ネットワークなど、組織を
束ねるネットワーク集団を一つの自律システ
ム(AS: Autonomous System)として取
り扱う
BGPではAS番号(自律システムごとに割り当
てられる)を使って経路制御が行われる
45
ASは独立国家
ASの代表者がAS内部のネットワークの運営・
管理に関する決まりを決定
他のASと接続するときは外交交渉のような契
約を結ぶ
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AS間通信の例
AS1
AS2
AS3
IX
AS4
IX
AS5
EBGP
IBGP
47
BGPスピーカー
経路制御情報を交換するルーター
情報を交換するすべてのASと対等にBGPのコ
ネクションを確立する
内部にBGPスピーカーが複数ある場合もしか
り
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AS番号を使用する理由
同一AS内部に複数のネットワークアドレスが存
在するから
49
例
一般に、ASは集約不可能な複数のネットワー
クアドレスから構成される
例) 163.221/16
202.244.160/29
各アドレスを別々に扱い経路制御するのは大
変!!
50
AS単位で経路制御を行う
ルーティングテーブルを作成するときは、そ
れぞれのASからIPアドレスへの変換処理
を行う
51
AS経路リスト
BGPにおいて、目的とするASにパケットが到
達するまでに通過するAS番号のリスト
複数の経路がある場合、短い方を選択
距離ベクトルでもリンク状態でもない
52