2002 12 11,12 情報ネットワーク論 － ip ルーティング －
DESCRIPTION
2002 12 11,12 情報ネットワーク論 － IP ルーティング －. ネットワークを介した情報のやりとり 機械のしくみとして見ると．．． ＝ ホスト間でのパケットのやりとり パケットがどのようにして目的のホストに届けられる？. パケット. パケット（２進数の羅列・・・ビットからなる） 元々の情報を符号化して分割したもの ＋ それぞれに多くの付加的な情報 付加的な情報 “ 送信元の IP アドレス” “送信先の IP アドレス”. パケット. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
2002 12 11,12 情報ネットワーク論
－ IP ルーティング －
• ネットワークを介した情報のやりとり 機械のしくみとして見ると．．．
＝ ホスト間でのパケットのやりとり
• パケットがどのようにして目的のホストに届けられる？
パケット• パケット（２進数の羅列・・・ビットからな
る） 元々の情報を符号化して分割したもの
＋それぞれに多くの付加的な情報
• 付加的な情報“ 送信元の IP アドレス”“ 送信先の IP アドレス”
パケット
コンピュータ・・・ホスト A からホスト B へ httpを使用してファイルを送ってもらうようリクエストをかけると、ホスト B から該当のファイルを送ってくれる。
ホスト A
202.24.147.231クライアント
ホスト B
202.24.147.232WEB サーバ
人間・・・ホスト A を使って、同じネットワークにある WEB サーバであるホスト B にあるホームページを見る
同じネットワークにおける http のパケットのやりとり １
ホスト A
202.24.147.231クライアント
ホスト B
202.24.147.232WEB サーバ
• ホスト A がリクエストのパケットをネットワークに送り出す。
パケット
リクエストするファイルの内容、ポート番号 80送り元 IP アドレス： 202.24.147.231送り先 IP アドレス： 202.24.147.232
etc…
同じネットワークにおける http のパケットのやりとり ２
ホスト A
202.24.147.231クライアント
ホスト B
202.24.147.232WEB サーバ
• 同じネットワーク上にあるので、直接届く
パケット
• ホスト B が届いたパケットの中身を読む。 リクエストするファイルの内容、ポート番号 80
送り元 IP アドレス： 202.24.147.231送り先 IP アドレス： 202.24.147.232
etc…
同じネットワークにおける http のパケットのやりとり ３
ホスト A
202.24.147.231クライアント
ホスト B
202.24.147.232WEB サーバ
• ホスト A からのリクエストに応じてファイル（データ）の入っているパケットをホスト Aに向けてネットワーク上へ送り出す。
パケット
ファイルの内容、ポート番号送り元 IP アドレス： 202.24.147.232送り先 IP アドレス： 202.24.147.231
etc…
同じネットワークにおける http のパケットのやりとり ４
ホスト A
202.24.147.231クライアント
ホスト B
202.24.147.232WEB サーバ
• ホスト B から届いたパケットを読むことによって、その中に入っているファイルのデータを読んでブラウザに表示する。
パケット
異なるネットワークにおける http のパケットのやりとり １
ホスト A
202.24.147.231クライアント
ホスト B
202.24.14.232WEB サーバ
ホスト A から異なるネットワーク上にあるホスト B に http のリクエストを出したい。
異なるネットワークにある・・・ホスト A はホスト B の居場所を知らない。
パケット ？
異なるネットワークにおける http のパケットのやりとり ２
ルータ
ルータについてルータは複数の異なるネットワークに接続し、
パケットの交通整理、道案内をする
異なるネットワークにおける http のパケットのやりとり ３
ホスト A
202.24.147.231クライアント
ホスト B
202.24.14.232WEB サーバ
自分が知らない宛て先へのパケットは自分のネットワークのルータ（デフォルトゲートウェイ）に送って、後は全くのおまかせ。
パケット
ルータ
異なるネットワークにおける http のパケットのやりとり ４
ホスト A
202.24.147.231クライアント
ホスト B
202.24.14.232WEB サーバ
ルータはお互いパケットをどうやって送ったらよいかという情報（経路情報）を交換し合い、経路表を作成する。それにしたがって経路を決める。
パケット ルータ
ルータ
ルータ
ルータ
ルータ
異なるネットワークにおける http のパケットのやりとり ５
ホスト A
202.24.147.231クライアント
ホスト B
202.24.14.232WEB サーバ
ルータは経路表を元にして、次にはどこのルータに送ったら良いかを知っている。他のルータに送ったら、後は全くおまかせ。
パケット
ルータ
ルータ
ルータ
ルータ
ルータ
パケット
パケット
パケット
異なるネットワークにおける http のパケットのやりとり ６
ホスト A
202.24.147.231クライアント
ホスト B
202.24.14.232WEB サーバ
自分の直接つながっているネットワークにあるホストあてのパケットは、直接該当するホストに届ける。
ルータ
ルータ
ルータ
ルータ
ルータ
パケット
パケット
異なるネットワークにおける http のパケットのやりとり ７
ホスト A
202.24.147.231クライアント
ホスト B
202.24.14.232WEB サーバ
ホスト B は届いたパケットを読んで、ホスト Aに向けてリクエストされたデータをパケットにしてネットワーク上に送り出す。
ルータ
ルータ
ルータ
ルータ
ルータ
パケット パケット
異なるネットワークにおける http のパケットのやりとり ８
ホスト A
202.24.147.231クライアント
ホスト B
202.24.14.232WEB サーバ
パケットは同様にしてルータを通ってリクエスト元に届けられる。
ルータ
ルータ
ルータ
ルータ
ルータパケット
パケット
ルーティングで必要なこと １
ホスト A
202.24.147.231クライアント
ホスト B
202.24.14.232WEB サーバ
相手に届くこと
ルータ
ルータ
ルータ
ルータ
ルータ
ルータ
ルータ
ルータ
ルータ
ルータ
ルーティングで必要なこと ２
ホスト A
202.24.147.231クライアント
ホスト B
202.24.14.232WEB サーバ
意味なく遠回りしないこと
ルータ
ルータ
ルータ
ルータ
ルータ
ルータ
ルータ
ルータ
ルータ
ルータ1
2
3
4
23
4 5 6
1
通過するルータの数・・・ HOP 数
ルーティングで必要なこと ３
ホスト A
202.24.147.231クライアント
ホスト B
202.24.14.232WEB サーバ
混雑した回線、や負荷の多いルータは避けること
ルータ
ルータ
ルータ
ルータ
ルータ
ルータ
ルータ
ルータ
ルータ混雑
経路表受信先サイト ゲートウェイ ネットマスク イン
ターフェース192.168.0.0 * 255.255.255.0 eth1
202.24.147.0 * 255.255.255.0 eth0
127.0.0.0 * 255.0.0.0 lo
default 202.24.147.1 0.0.0.0 eth0
local host
192.168.0.0/24eth1 eth0
202.24.147.0/24 202.24.147.1
Linux, Windows2000 とも netstat –r で確認可能
経路表の作成方法による経路制御の分類
• 静的経路制御（ static routing)– 人間がネットワーク設定、ホストの接続状
況などを見て経路表を作成– 設定を変更しない限り一定
• 動的制御 (dynamic routing)– ルータどうしがつながっているネットワー
ク、ホスト等の情報を経路情報として流して、交換し合って自動的に経路表を作成、定期的に更新
– 何を基準にして“良い経路か”の定義によって種類がある
静的経路制御（１）
• 規模が比較的小さいネットワークで用いる• 規模が小さい
変更が楽トラブルの確率が小さい
• ルールネットワークごとにゲートウェイを設定それ以外はデフォルトゲートウェイを通らせる
• トラブル時には手動で経路を書き換える必要ある
静的経路制御（２）例
.2 .3 .4
192.168.2.0/24
192.168.2.1
.2 .3
192.168.1.0/24
.3 .4 .5
192.168.4.0/24
.4 .5 .6
192.168.5.0/24
.3 .4
192.168.3.0/24
ルータ A ルータ Cルータ B
.3
192.168.1.1 192.168.3.1
192.168.3.2192.168.4.1
192.168.4.2
192.168.5.1 192.168.5.2
ホストA
ホストB
ホスト A からホスト B へ
パケットを送る
100110111100101010001111000
100110111100101010001111000
ホスト A の経路表
IP アドレス 転送先
0 . 0 . 0 . 0 192.168.2.1
192.168.2.0/24 192.168.2.4
100110111100101010001111000
192.168.2.4 → 192.168.5.6
静的経路制御（ 3 ）例
.2 .3 .4
192.168.2.0/24
192.168.2.1
.2 .3
192.168.1.0/24
.3 .4 .5
192.168.4.0/24
.4 .5 .6
192.168.5.0/24
.3 .4
192.168.3.0/24
ルータ A ルータ Cルータ B
.3
192.168.1.1 192.168.3.1
192.168.3.2192.168.4.1
192.168.4.2
192.168.5.1 192.168.5.2
ホストA
ホストB
100110111100101010001111000
ルータ A の経路表 IP アドレス 転送先 192.168.1.0/24 192.168.1.1 192.168.2.0/24 192.168.2.1 192.168.3.0/24 192.168.3.1 192.168.4.0/24 192.168.3.2 192.168.5.0/24 192.168.3.2
192.168.2.4 → 192.168.5.6
ルータ A の経路表 IP アドレス 転送先 192.168.1.0/24 192.168.1.1 192.168.2.0/24 192.168.2.1 192.168.3.0/24 192.168.3.1 192.168.4.0/24 192.168.3.2 192.168.5.0/24 192.168.3.2
静的経路制御（ 4 ）例
.2 .3 .4
192.168.2.0/24
192.168.2.1
.2 .3
192.168.1.0/24
.3 .4 .5
192.168.4.0/24
.4 .5 .6
192.168.5.0/24
.3 .4
192.168.3.0/24
ルータ A ルータ Cルータ B
.3
192.168.1.1 192.168.3.1
192.168.3.2192.168.4.1
192.168.4.2
192.168.5.1 192.168.5.2
ホストA
ホストB
100110111100101010001111000
192.168.2.4 → 192.168.5.6
ルータ A の経路表 IP アドレス 転送先 192.168.1.0/24 192.168.1.1 192.168.2.0/24 192.168.2.1 192.168.3.0/24 192.168.3.1 192.168.4.0/24 192.168.3.2 192.168.5.0/24 192.168.3.2
100110111100101010001111000
静的経路制御（ 5 ）例
.2 .3 .4
192.168.2.0/24
192.168.2.1
.2 .3
192.168.1.0/24
.3 .4 .5
192.168.4.0/24
.4 .5 .6
192.168.5.0/24
.3 .4
192.168.3.0/24
ルータ A ルータ Cルータ B
.3
192.168.1.1 192.168.3.1
192.168.3.2192.168.4.1
192.168.4.2
192.168.5.1 192.168.5.2
ホストA
ホストB
192.168.2.4 → 192.168.5.6
ルータ B の経路表 IP アドレス 転送先 192.168.1.0/24 192.168.3.1 192.168.2.0/24 192.168.3.1 192.168.3.0/24 192.168.3.2 192.168.4.0/24 192.168.4.1 192.168.5.0/24 192.168.5.1
100110111100101010001111000
静的経路制御（ 6 ）例
.2 .3 .4
192.168.2.0/24
192.168.2.1
.2 .3
192.168.1.0/24
.3 .4 .5
192.168.4.0/24
.4 .5 .6
192.168.5.0/24
.3 .4
192.168.3.0/24
ルータ A ルータ Cルータ B
.3
192.168.1.1 192.168.3.1
192.168.3.2192.168.4.1
192.168.4.2
192.168.5.1 192.168.5.2
ホストA
ホストB
192.168.2.4 → 192.168.5.6
ルータ B の経路表 IP アドレス 転送先 192.168.1.0/24 192.168.3.1 192.168.2.0/24 192.168.3.1 192.168.3.0/24 192.168.3.2 192.168.4.0/24 192.168.4.1 192.168.5.0/24 192.168.5.1
100110111100101010001111000
100110111100101010001111000
静的経路制御（ 7 ）例
.2 .3 .4
192.168.2.0/24
192.168.2.1
.2 .3
192.168.1.0/24
.3 .4 .5
192.168.4.0/24
.4 .5 .6
192.168.5.0/24
.3 .4
192.168.3.0/24
ルータ A ルータ Cルータ B
.3
192.168.1.1 192.168.3.1
192.168.3.2192.168.4.1
192.168.4.2
192.168.5.1 192.168.5.2
ホストA
ホストB
192.168.2.4 ← 192.168.5.6
100110111100101010001111000
ホスト B の経路表
IP アドレス 転送先
0 . 0 . 0 . 0 192.168.5.1
192.168.5.0/24 192.168.5.6
静的経路制御（ 8 ）例
.2 .3 .4
192.168.2.0/24
192.168.2.1
.2 .3
192.168.1.0/24
.3 .4 .5
192.168.4.0/24
.4 .5 .6
192.168.5.0/24
.3 .4
192.168.3.0/24
ルータ A ルータ Cルータ B
.3
192.168.1.1 192.168.3.1
192.168.3.2192.168.4.1
192.168.4.2
192.168.5.1 192.168.5.2
ホストA
ホストB
192.168.2.4 ← 192.168.5.6
100110111100101010001111000
回線トラブ
ル
各ルータについてもそれぞれ手動で書き換え
100110111100101010001111000
経路表を手動で書き換え IP アドレス 転送先 0 . 0 . 0 . 0 192.168.5.1
↓ 0 . 0 . 0 . 0 192.168.5.2
動的経路制御（１）• 比較的規模の大きいネットワークで使用• 経路情報をお互いに交換し、定期的に更新す
る・・・変化あり• 途中の経路が使えなくなったら自動的に別の
経路を知らせる• 経路情報の交換方法、良い経路の定義によって
種類がある– RIP– RIP2– OSPF– BGP4
RIP （１）• Routing Information Protocol version1• ベクトル距離経路制御
– Vector = destination （目的とするネットワーク）
– 距離 = HOP 数（通過したルータの数）
→ 同じ Destination では HOP 数が小さい方を採用
• 30秒ごとに経路情報が Broadcast される
RIP （２）• 経路情報の有効期限・・・３分• 障害時 ルータの数 × ３分で経路回復• アドレスのみ伝播
・・・ネットマスクだめ・・・クラスレベルでのネットワーク
RIP2
• Routing Information Protocol version 2
• netmask を伝播できる• ベクトル距離経路制御• RIP と互換性あり• Multicast を利用可能
OSPF
• Open Shortest Path First
• netmask を伝播できる• Multicast を利用• Load-balancing を行う• コスト（インターネット IF に設定された値を合計する）という概念で経路を決める
• 素早いバックアップルーティング
BGP4
• Border Gateway Protocol version 4• EBGP• IBGP• AS path の長さによって経路を選択• 複数の経路が存在する場合は最適経路のみ伝播する
• Load-balancing は行わない• CIDR対応
熊本学園 経済学部のサーバからのルーティングにつ
いて
st.econ.kumagaku.ac.jp202.24.147.234/24
st.econ.kumagaku.ac.jp からどのような経路でインターネット上のサーバに
パケットが到達するか？
? ? ? ? ??
熊本学園 経済学部のホームページサーバ
同じネットワーク２０２．２４．１４７．０／２４
st.econ.kumagaku.ac.j
p
www.econ.kumagaku.ac.j
p
ダイレクトにパケットが届く
熊本学園のホームページサーバ
別のネットワークへ・・・デフォルトゲートウェイを通過
www.kumagaku.ac.jp
st.econ.www.econ.
ネットワーク202.24.147.0/24
202.24.147.1 202.24.147.0/24 の
デフォルトゲートウェイ
熊本県立大学のホームページサーバ
st.econ.
202.24.147.1
www.Kumagak
u.
kumamoto-1-FE1-0-0.sinet.ad.jp
202.26.160.254
www.pu-kumamoto.ac.jp
kumagaku-net-gw.kumagaku.ac.jp
学外のネットワーク・・・学内のSINETのゲートウェイを通過
kumamoto-1-FE1-0-0.sinet.ad.jp
SINETの熊本ルータを通過
kumamoto-kenritsu-u.gw.sinet.ad.jp
県立大の network
熊本大学図書館のホームページサーバ
st.econ.
www.pu-kumamoto.
ac.jpwww.lib.kumamoto-u.
ac.jp
133.95.60.201
133.95.3.62
kumamoto-u-ATM.gw.sinet.ad.jp
kumamoto-1-FE1-0-0.sinet.ad.jp
SINET 熊本ルータを通過
kumamoto-1-FE1-0-0.sinet.ad.jp
熊大の network
九州大学のホームページのホームページサーバ
kumamoto-1-FE1-0-0.sinet.ad.j
p
kyushu-S1-GE6-1.sinet.ad.jp
133.5.3.1
www.kyushu-u.ac.jp
熊学
県立大
熊大
kyushu-u-LAN3.sinet.ad.jp
九大
東京大学のホームページサーバ
ku
熊学
九大
JT-osaka-S1-P6-0.sinet.ad.jp
JT-tokyo-S1-P1-0.sinet.ad.jp
tokyo-S1-P9-0.sinet.ad.jpUTnet-G2-0-0.sinet.ad.jpra36-msfc-vlan3.nc.u-tokyo.ac.jpra35-msfc.nc.u-tokyo.ac.jpfoundry1.nc.u-tokyo.ac.jpwww.u-tokyo.ac.jpwww.u-tokyo.ac.jp
ky
県立大
熊大
東北大学のホームページサーバ
ku
熊学
九大
os to
ky
県立大
熊大
sasaya.net.tohoku.ac.jp
www.tohokuac.jp
tohoku-S1-P3-3.sinet.ad.jp
topicgw-1.sinet.ad.jp
東大
SINET
熊本朝日放送のホームページサーバ
SI
熊学
SI SISI
IIJIIJ
www.kab.co.jp
NII
NIIIIJ
IIJIIJ
IIJ
IIJ のバックボーン
IIJ のバックボーンhttp://www.iij.ad.jp/network/japan.html より