ルータ(router)とは

ネットワーク

ルータ(router)とは

ルータ(router)

ルータ(router)とは、コンピュータネットワーク上において異なるネットワーク間の中継器です。そして、OSI参照モデルのネットワーク層で動作するネットワーク機器です。

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次の図のように「ネットワークA」「ネットワークB」「ネットワークC」と異なるネットワークが3つあるとします。ルータは異なるネットワーク間の中継器なので、各ネットワークに所属しているコンピュータが異なるネットワークにアクセスする際は必ずルータを経由します。

ルータ(router)のイメージ

ルータの機能

ルーティング

ルーティングとは、コンピュータネットワーク上で通信する際に、どの経路が最適な経路なのかを導き出してくれる仕組みです。

ルータは「ルーティングテーブル」と呼ばれる経路情報から最適な経路を導き出します。

 

それでは、ルーティングを使用した通信の流れについて簡単に説明していきます。

ルーティング説明1

例えば上記図のように「PC1」が外部のネットワーク上にある「PC3」にデータを送るとします。まず「PC1」はデフォルトゲートウェイに設定されている「ルータA」へパケットを送信します。

ルーティング説明2

「PC1」からパケットを受信した「ルータA」は「ルーティングテーブル」と宛先のIPアドレスから「PC3」がどのネットワークにいるか、そしてどの経路が最適な経路なのかを導き出します。

最適な経路が導き出されたら、その経路に向けてパケットを転送します。上記図では「ルータC」へパケットを転送しています。

ルーティング説明3

最後に「ルータC」は自分のネットワーク内にいる「PC3」へパケットを届けます。

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

ルータが目的地までの最適ルートを導き出す際に使用するのが「ルーティングテーブル」です。ルーティングテーブルは経路に関する様々な情報を保持しています。

この「ルーティングテーブル」は、常に最新の経路情報に更新する必要があります。なぜなら、もしネットワーク上に新しいネットワークグループが追加になった場合、各ルータが保持している「ルーティングテーブル」に追加してあげなければ、新しいネットワークグループにデータを送ることができないからです。

「ルーティングテーブル」を最新の状態に更新する手法には次の2通りがあります。

名称 説明
スタティックルーティング ネットワーク管理者が手動でルーティングテーブルを更新する
ダイナミックルーティング ルーティングプロトコルを使用して、自動でルーティングテーブルを更新する

ルーティングプロトコル

ダイナミックルーティングでは、ルータ同士がお互いに経路情報を交換しあい「ルーティングテーブル」を最新化していきます。

ルーティングプロトコルには、まず大きく分けて2種類に分かれます。自律システム(AS)間でのルーティングと自律システム(AS)内でのルーティングです。

自律システム(AS)とは、ネットワークの集合体(グループ)のことで、企業やプロバイダなどが当てはまります。

ルーティングプロトコル

自律システム間(AS)で使われているルーティングプロトコルをEGP(Exterior Gateway Protocol)、自律システム内(AS)で使われているルーティングプロトコルをIGP(Interior Gateway Protocol)と呼びます。

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EGPとIGPには次のような種類のルーティングプロトコルが存在します。

名称 種類
EGP EGP (Exterior Gateway Protocol)
BGP (Border Gateway Protocol)
IGP RIP (Routing Information Protocol)
OSPF (Open Shortest Path First)
IS-IS (Intermediate Sysytem to Intermediate Sysytem)
IGRP (Interior Gateway Routing Protocol)
EIGRP (Enhanced Interior Gateway Routing Protocol)

NAT(NAPT)

NAT(Network Address Translation)とは、IPアドレスを変換する技術です。具体的には「プライベートIPアドレス」を「グローバルIPアドレス」に変換します。

プライベートIPアドレスイメージ図

家庭やオフィス内のコンピュータには、プライベートIPアドレスが付与されていることがよくあります。しかし、プライベートIPアドレスでは、インターネット上で通信はできません。

ここでルータについているNAT(Network Address Translation)やNAPT(Network Address Port Translation)の機能が、プライベートIPアドレスをグローバルIPアドレスに変換してくれるのです。

NAPTの仕組み

パケットフィルタリング

パケットフィルタリング機能とは、外部からのパケットに対し、管理者が設定した一定の基準に従い「許可」や「拒否」といった制御ができる機能のことをいいます。

ルータで設定した内容に従いパケットを通過させる、もしくはパケットを通過させないなどの制御が可能です。

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