第7章ルーティングプロトコルプロトコル (経路制御プロトコル)

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第7章ルーティングプロトコルプロトコル
(経路制御プロトコル)
2006007
五十嵐
7.1 経路制御(ルーティング)
4403100 山本恭平
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またはルーティン
グと呼ぶ
• ルーターは経路制御表(ルーティングテー
ブル)を参照してパケットを転送
経路制御表には絶対に正しい情報が入っ
てなければならない!
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)
 どうやって制御表を作成し管理するのか?
スタ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
• 設定は手動で行われる
• 新たなネットワークを追加する場合、追加するネット
ワークの情報を全てのルーターに設定しなければなら
ない
• ネットワークに障害が発生した場合、自動的に障害地
点を迂回して経路制御することができなく、手で設定を
変更しなければならない
管理者にかなりの負担がかかる
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)
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)
ダイナミックルーティング(動的経路制御)
ルーティングプロトコルを動作させ、自動的に
経路情報を設定する方法
• ルーティングプロトコルの設定をしなければな
らない
• 新たなネットワークを追加する場合、ネット
ワークを追加したルーターの設定をするだけ
でよい
• ネットワークに障害が発生した場合、迂回回
路を通るように自動的に設定が変更される
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(4)
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
7.2 経路を制御する範囲
4404047 杉山貴紀
7.2.1 インターネットは…
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
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
自律システム内と自律システム間の図
自律システムにおける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
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
7.3 経路制御アルゴリズム
2006007
五十嵐
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
距離ベクトル型の図
ネットワークAまでの距離3
どれどれ、ホストAが属する
ネットワークAへは、右へ行く
と距離が8で左へ行くと距離
が3か。なるほど。
ネットワークAまでの距離8
情報交換の相
手は隣接する
ルーター同士
ホストAに行きたいんで
すけど
左に進んでください
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
リンク状態型の図
情報交換の相
手は自分のネッ
トワーク内の全
ルーター
6
A
7
5
2
3
2
どれどれ、この地図によると、
左に行ったほうが近いぞ。わかっ
た!
2
現在地
ホストAに行きたいんで
すけど
左に進んでください
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
IGP
EGP
ルーティング
プロトコル
下位
プロトコル
方式
適応範囲
RIP
RIP2
UDP
距離ベクトル
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
ループの
検出
×
7.4 RIP
(Routing Information Protocol)
4404036 久保田善経
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.
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.
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.
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
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.
RIPで経路が変更される時の処理(2)
■
■
無限カウント
ループがある
ネットワーク
• 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)
• ポイズンリバース
• トリガーアップデート
7.5 OSPF
工学部第一部
経営工学科3年
4404008 池辺 博昭
OSPFはリンク状態形の
ルーティングプロトコル
• OSPFはOpen Shortest Path Firstの略
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
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。
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
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
OSPFの基礎知識(1)
• 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
OSPFの基礎知識(2)
• 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。
OSPFの基礎知識(3)
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
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
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
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
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
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
7.6 BGP
(Border Gateway Protocol)
4403097 佐藤 友樹
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。
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
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
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
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
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)