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第28回レイヤ3 ルーター

Posted at 2022-03-25

インターネットワークでのデータ転送

なぜ、4つのアドレスの取得方法を学んでき
たのか、それはレイヤ2・3におけるカプセ
ル化において、4つのアドレスが必須となる
ため。

カプセル化に必要なイーサネットヘッダと
IPヘッダの要素に「宛先IP・MACアドレス
、送信元IPアドレス、MACアドレス」が必
要。

実際に、単一なネットワーク（複数のネッ
トワークを繋がないLANのみ）であればMA
Cアドレスだけでもデータ転送は可能。

例として、NetBEUIというプロトコルでは
MACアドレスだけを使用してデータ転送を
行うプロトコルである。ただし、大規模な
ネットワークには向かない。

IPアドレスさえあれば、あとは不要とも思
えるが、やはりそうはいかない。LANのよ
うな環境であれば、レイヤ2での制御には
MACアドレスが必須となる。

レイヤ2の制御はCSMA/CDやトークンパッ
シングのようなメディアアクセス制御であ
るが、レイヤ3のどのプロトコルでもパケ
ット転送を行えるようレイヤ2でのメディ
アアクセス制御をMACアドレスで行ってい
る。

そうすることで、レイヤ3はインターネット
ワークでの転送だけを考えることが可能。

インターネットでのデータ転送に必要なこ
とは、論理アドレスもそうだが、経路選択
、つまりルーティングである。

このルーティングを行うのが、ルーター。
ルーターがルートを決定することにより、
ネットワークは相互にデータ転送が可能と
なる。逆にルーターがなければ、異なるネ
ットワーク間はデータ転送ができない。

ルーターを使った接続図が下図。

ルーターもハブやブリッジのように複数の
ポートを持つが、唯一論理アドレスを持つ
。ルーターの各ポートは下記のようにそれ
ぞれのネットワークに所属している。

そもそも、ハブやブリッジは流れている信
号やフレームを間で制御する役割だがルー
ターはパケットを受け取って、送り出すデ
バイス。

そのため、他ネットワークへデータ転送を
希望するホストは、ルーターに送って、届
けてもらうという形をとるために、アドレ
スが必要となる。

まず、ルータはルーティングテーブルを持っ
ている。これは最適なルートの地図みたいな
もの。地図には宛先ネットワークまでの距離
、中継するルータ、ルータへつながっている
自分のポートなどが載っている。

宛先ネットワーク	次のルータ	距離	ポート
192.168.1.0	210.81.36.1	3	１番ポート
91.0.0.0	210.81.36.1	6	１番ポート
172.36.0.0	130.82.10.1	2	２番ポート
221.194.38.0	なし	0	３番ポート

[Figure28-05:ルーティングテーブル]

次のルータなし、距離0というのは、自分と
すぐにつながっているネットワークであると
いうこと。

1,ホストから、パケットを受け取る
2,パケットの宛先IPアドレスから、
　宛先ネットワークを決定する
3,ルーティングテーブルを参照し、宛先
　ネットワークまでのルートを決定する
4,決定されたルートに従って、決められた
　パケットを送信する

ホストは、他ネットワークへ宛先IPアドレス
を送りたいからルータへパケットを送る。

次に、ルーティングテーブルを見てわかる通
り、テーブルにはネットワークアドレスしか
載っていない。ホストまで届けず、宛先ネッ
トワークへ届けるのがルータの役割。ホスト
まではそのネットワークのLANの制御方式に
よって(イーサネットやIEEE801.5)届けられる
。

ルータはバスターミナルのようなもの。

C市のX町からA市のY町へ行きたい場合、X町
(ホスト)から5番乗り場のバスターミナル(ル
ータ)へ行き、B市の1番乗り場バスターミナ
ル(ルータ)を中継し、A市の3番乗り場バスタ
ーミナル(ルータ)へ行く。その後Y町まで行く
ことができる。