• 9月, 月, 2022
  • CCNA
【CCNA】ルーティング基礎

ルーティング

ネットワーク層でL3（レイヤー3）スイッチ、ルータが経路情報を制御して、最適な経路を選択して転送することです。

  1. 非カプセル化をおこない、パケットを取り出す。
  2. ルーティングテーブルから、ネットワーク部が完全に一致しているエントリを探す。（ルーティングテーブルに載っていない宛先アドレスのパケットを受信した場合は、そのパケットを破棄します。）
  3. IPパケットをカプセル化する。
  4. ネクストホップと出力インターフェースに従ってパケットを転送する。
  • 宛先MACアドレスはARPで調べる。ARPテーブルに情報がば無ければARP要求を送信して問い合わせることになる。
  • 宛先MACアドレスや送信MACアドレスは、ルータを経由するたびに付け替えられる。

ルーティングテーブルの表示

show ip routing

宛先の指定方法説明
ホストルートホストルートとはそのアドレスを持つホストへの経路です
宛先アドレスにホストアドレスを指定しサブネットに255.255.255.255を利用します。
(config)#ip route 192.168.1.1 255.255.255.255 10.1.1.1
ネットワークルートネットワークルートとは、そのネットワークへの経路です。
宛先アドレスにネットワークアドレスを指定し、サブネットに255.255.255.0などを利用します。
(config)#ip route 192.168.1.0 255.255.255.0 10.1.1.1
デフォルトルートデフォルトルートとは、未知のネットワークにパケットを転送する際に使用する経路です。宛先アドレスに0.0.0.0を指定し、サブネットに0.0.0.0を使用します。
(config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 10.1.1.1

ロンゲストマッチ

ネットワークアドレスのプレフィックス長が最も長く一致しているルートに転送する（ロンゲストマッチ）

デフォルトルート

  • デフォルトルートは、ルーティングテーブルに登録されていないネットワーク宛のパケットを転送する際に使用します。
  • デフォルトルートを使用すると、ルーティングテーブルの情報量を少なくすることができます。
  • 手動での設定とプロトコルでの設定があります。
  • デフォルトルートは「Gateway of last resort is」にも表示されます。

【デフォルトルートの設定】
(config)#ip route0.0.0.0 0.0.0.0 {<next-hop> | <interface>} [<distance>] [permanent]
…スタティックルートの設定と同じで、宛先ネットワークとサブネットの両方に0.0.0.0 を指定します。

スタティックルート

スタティックルートとは管理者が手動で設定したルート情報です。ルータの負荷を最小限に抑え、セキュリティも強化されます。

(config)#ip route <address> <mask> { <interface> | <next-hop> } [<distance>] [permanent]

*distance…アドミニストレーティブディスタンス値
*AD値のデフォルトは「1」

直接接続
スタティックルート		出力インターフェイスのみ指定
IPアドレスで指定しない？
再帰
スタティックルート		ネクストホップアドレスのみ指定
完全指定
スタティックルート		出力インターフェイスとネクストホップ両方を指定

フローティングスタティックルート

フローティングスタティックルートとはスタティックルートをバックアップルートとして扱う手法です。
スタティックルートのアドミニストレーティブディスタンス値をメインルートより大きくし通常はメインルート、障害が発生した時にスタティックルートを使用します。

ダイナミックルーティング

ダイナミックルーティングの場合、障害が発生しても自動でルートを切り替え切り替えられます。スタティックルーティングよりも帯域やCPUに負担がかかります。

メトリック

同じ宛先ネットワークに対して複数のルートが存在する場合、各ルーティングプロトコルはルートごとにメトリックと呼ばれる数値を比較して最適ルートを決定します。

プロトコルメトリック説明
RIPv1、RIPv2ホップカウントルータから宛先ネットワークまでに経由するルータ数
OSPFコストインターフェイスの帯域幅から算出される値
コスト=基準帯域幅÷インターフェイスの帯域幅
EIGRP帯域幅
遅延		インターフェイスの帯域幅と遅延から算出される値
複合メトリック=（帯域幅＋遅延）×256

アドミニストレーティブディスタンス

宛先に対して複数の情報源がある場合、最も優先度の高いプロトコルからのルート情報だけをルーティングプロトコルに学習します。この優先度を決定するのが、アドミニストレーティブディスタンスです。

ルートの情報源デフォルトのAD値
直接接続0
スタティックルート1
EIGRP集約5
EBGP（外部BGP）20
EIGRP（内部）90
OSPF110
IS-IS 115
RIPv1、RIPv2120
EIFRP（外部）170
IBGP（内部BGP）200
不明
AD値が255の場合は到達不能		255

ルーティングプロトコルの分類

＜使用する場面による分類＞

自立システム

自立システム（AS：Autonomous System）は同じ運用ポリシーのもとで動作するネットワーク（ルータの集合）のこと

EGP（Exterior Gateway Protocol）…AS間で経路情報をやり取りするプロトコル
⇒BGP

IGP（Interior Gateway Protocol）…AS内で経路情報をやり取りするプロトコル
⇒RIP、OSPF、EIGRP

＜アルゴリズムによる分類＞

パスベクタ型

デフォルトでは経由するASが少ない経路をベストパスとして使用します。

BGPが該当します。

ディスタンスベクタ型

  • ティスタンス（距離）とベクトル（方向）をもとに、ベルマンフォード法（アルゴリズム）によって計算
  • ルーティングテーブル全体を直接接続されている隣接ルータに送信する。
    （定期的なルーティングアップデートも行われる）
  • 代表的なディスタンスベクタープロトコルは、RIP と IGRP です。
    （EIGRPはリンクステート型の特徴も取り入れており、拡張ディスタンスベクタ型といわれます。）
  • メトリックにはホップカウントを使用
スプリットホライズン

スプリットホライズンは、ディスタンスベクターによるネットワークで、情報 がやってきた方向に送り返すことを禁止することにより、不正なルーティング情報とル ーティングのオーバーヘッドを軽減します。

リンクステート型

各ルータはリンクステート（接続情報）からネットワークの全体像を把握しSPFアルゴリズム（ダイクストラのアルゴリズム）によって計算します。代表的なリンクステートプロトコルは、 OSPF です。

リンクステートプロトコルは、自身のリンクの状態を含む更新をネットワーク内に ある他の全てのルータに送信する。

コンバージェンスは早く、ルータへの負荷は大きい

  • スケーラブル…階層型設計
  • 最初にネイバー関係を確立
  • リンク情報を交換
  • SPFアルゴリズム
  • トポロジ全体を把握
  • イベントトリガーアップデート
  • コンバージェンス（収束）が高速

クラスフルルーティングプロトコルとクラスレスルーティングプロトコル

クラスフルルーティングプロトコル

  • ルーティングアップデートにサブネットマスク情報を含めない
  • VLSMや不連続サブネットをサポートできません。
  • RIPv1、IGRPなどがあります。

クラスレスルーティングプロトコル

  • サブネットマスク情報を含めるルーティングプロトコル
  • VLSMや不連続サブネットをサポートします。
  • RIPv2、OSPF、EIGRPなどがあります。

等コストロードバレンシング

Ciscoルータでは4つまでメトリックが最小のルートをルーティングテーブルに登録し、トラフィックを複数に分配する機能があります。この機能を等コストロードバランシングといいます。

異なるルーティングプロトコルで学習した経路を使ったロードバランシングは行わない

ルート集約

複数のルート情報を一つにまとめることをルート集約といいます。

ルーティングテーブルの検索にかかる負荷を軽減できます。

ルーティングアップデートのトラフィックを軽減できます。

コマンド構文

IPv6のルーティングの有効化

(config)#ipv6 unicast-routing