評価方法 中間レポートと、期末レポート 出席はとらないが、、、 質問やコメントを義務付ける

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1 評価方法 中間レポートと、期末レポート 出席はとらないが、、、 質問やコメントを義務付ける
期中、講義に関する技術的な内容の質問やコメントを最低２回、授業中に行うこと よい質問やコメントは、成績の加点対象 質問者は、講義終了後に名前と学籍番号を申告のこと

2 インターネットインフラ特論 ９．ルーティングとデータリンク層 （ＩＸ、ＲＯＬＣ、ＭＰＬＳ、ＴＥ）
太田昌孝 ftp://chacha.hpcl.titech.ac.jp/infra9.ppt

3 データリンク層でのルーティング 複雑なデータリンク層では必要 データリンク（ＭＡＣ）アドレスを見て行う とにかく届けばいい場合は
ブロードキャストは非効率、ループに弱い データリンク（ＭＡＣ）アドレスを見て行う ＩＰアドレスとは無関係 とにかく届けばいい場合は ラーニングブリッジ スパニングツリー 最短（最適）経路の設定も可能

4 インターネット データ リンク層 データ リンク層 データ リンク層 Ｒ Ｒ データ リンク層 Ｒ データ リンク層 データ リンク層 Ｒ Ｒ ：ルータ ＣＡＴＥＮＥＴモデル

5 データリンク層 物理層 物理層 物理層 Ｂ Ｂ 物理層 Ｂ 物理層 物理層 Ｂ Ｂ ：ブリッジ 複雑なデータリンク層

6 アプリケーション層 トランスポート層 インターネットワーキング層 こここそインターネット データリンク層 物理層 インターネットのレイヤリング構造

7 ６バイト ６バイト ２バイト ～１５００バイト 出発地ＭＡＣ 目的地ＭＡＣ タイプ ペイロード、、、 ＩＰヘッダ イーサネットのフレーム

8 ４バイト ４ ヘッダ長 パケット長 その他情報 ＩＰ（３層）ヘッダ ４層プロトコル ヘッダーチェックサム 送信者アドレス 受信者アドレス オプション（可変長、普通は存在しない） 送信者ポート番号 受信者ポート番号 トランスポート （４層）ヘッダ トランスポートヘッダの残りとペイロード IPv4パケットフォーマット

9 単純なルーティング パケットを全機器にブロードキャスト ラーニングブリッジ スパニングツリー 帯域が非効率 経路にループがあると無限ループ
パケット入力時に出発地ＭＡＣを学習して 目的地ＭＡＣの経路として利用 ブロードキャストパケットのループは防げず スパニングツリー ＭＳＴを自動的に計算

10 端末B 端末B リピータ ブリッジ 端末A 端末A 端末C 端末C (a)　１層での統合 (b)　２層での統合（最初、 　　　Aの位置を記憶） 端末B 端末B ブリッジ ルータ 端末A 端末A 端末C 端末C (c)　２層での統合（Cの位置を記憶後） (d)　３層での統合 層ごとの中継機器の振る舞い（AからCへのパケット）

11 端末E 端末A 端末C 端末D 端末F 端末B 端末E 端末A 端末C 端末D 端末F 端末B ミニマムスパニング木の抽出

12 複雑なルーティング ＡＴＭでは、複雑なスイッチの設定が可能 各スイッチを手動で設定 各スイッチを半自動で設定
各スイッチを完全自動設定（ＰＮＮＩ） 必要ＱｏＳに応じたルーティング（ＱｏＳルーティング）等

13 （ＶＰＩ） ＶＰＩ ＶＰＩ ＶＣＩ ヘッダー ＶＣＩ ＶＣＩ ＩＰヘッダ （４８バイト） ペイロード ・ ＡＴＭのセル

14 ＩＸ （Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｅｘｃｈａｎｇｅ）
ＩＸ　（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ　Ｅｘｃｈａｎｇｅ） ＩＳＰがトラフィックを交換する場所 ＩＳＰが個別にトラフィックを交換するより安い Ｌ３　ＩＸ ＩＸの中央にルータ ＩＳＰごとのポリシー制御が不可能 Ｌ２　ＩＸ ＩＸの中央にブリッジ（ＡＴＭスイッチ） ＩＳＰのルータは直接ＢＧＰ交換

15 ＩＳＰ　Ｅ ＩＳＰ　Ａ ルータ ＩＳＰ　Ｃ ルータ ＩＸ ルータ ＩＳＰ　Ｅ ＩＳＰ　Ｂ ルータ ＩＳＰ　Ｄ ルータ Ｌ３　ＩＸ

16 ＩＳＰ　Ｅ ＩＳＰ　Ａ ルータ ＩＳＰ　Ｃ ルータ ＩＸ ブリッジ ＩＳＰ　Ｅ ＩＳＰ　Ｂ ルータ ＩＳＰ　Ｄ ルータ Ｌ２　ＩＸ

17 今後のＩＸは、、、 Ｌ２ ＩＸは Ｌ１ ＩＸは 個々のＩＳＰのルータはインターフェース１ ブリッジで他の多数のＩＳＰと接続
Ｌ２　ＩＸは 個々のＩＳＰのルータはインターフェース１ ブリッジで他の多数のＩＳＰと接続 ブリッジが速度のネックに、、、 Ｌ１　ＩＸは ＩＳＰ毎にインターフェースを用意 ＩＳＰ間の接続速度がインターフェースの速度を越えたら必然

18 ＩＳＰ　Ｅ ＩＳＰ　Ａ ルータ ＩＳＰ　Ｃ ルータ ＩＳＰ　Ｅ ＩＳＰ　Ｂ ルータ ＩＳＰ　Ｄ ルータ Ｌ１　ＩＸ

19 Ａ IX Ａ Ｂ 平行光伝送路 平行伝送路とIXでのプロバイダ間接続 Ａ

20 ＣＬＩＰ （Ｃｌａｓｓｉｃａｌ ＩＰ ａｎｄ ＡＲＰ ｏｖｅｒ ＡＴＭ、 ＲＦＣ１５７７）
ＣＬＩＰ （Ｃｌａｓｓｉｃａｌ　ＩＰ　ａｎｄ　ＡＲＰ　ｏｖｅｒ　ＡＴＭ、　ＲＦＣ１５７７） ＡＴＭが世界を制すると思われていた時代があった 巨大なＡＴＭ網が世界を覆う時 インターネットはＡＴＭ網を利用して構築 ＡＴＭ網中の少数のホストが仮想的サブネットを形成 サブネットを形成するホストは、ＡＲＰサーバを共有 仮想サブネット間はルータで中継

21 ＡＴＭ網 Ｈ Ｈ Ｈ ＡＲＰ Ｈ ＡＲＰサーバを共有するホストが仮想的サブネットを形成

22 ＡＴＭ網 Ｈ Ｈ Ｈ ＡＲＰ Ｈ ＡＲＰサーバに自分のＩＰアドレスとＡＴＭアドレスを登録

23 ＡＴＭ網 Ｈ Ｈ Ｈ 登録 ＩＰアドレス ＡＲＰ Ｈ ＡＴＭアドレス ＡＲＰサーバに他のホストのＡＴＭアドレスを問い合わせ

24 ＡＴＭ網 Ｈ Ｈ Ｈ ＡＲＰ Ｈ 得られたＡＴＭアドレスを用いて他のホストと通信

25 ＡＴＭ網 Ｈ Ｒ Ｈ Ｈ Ｈ 二つの仮想サブネットのルータによる結合

26 ＡＴＭ網 Ｈ Ｒ Ｈ Ｈ Ｈ サブネット間の通信

27 ＡＴＭ網 Ｈ Ｒ Ｈ Ｈ Ｈ 最短距離の通信

28 ＡＴＭ網 Ｈ Ｈ Ｒ Ｒ Ｈ Ｒ Ｈ 最短距離の通信

29 ＲＯＬＣ （Ｒｏｕｔｉｎｇ ｏｖｅｒ Ｌａｒｇｅ Ｃｌｏｕｄ）
ＲＯＬＣ　（Ｒｏｕｔｉｎｇ　ｏｖｅｒ　Ｌａｒｇｅ　Ｃｌｏｕｄ） ＣＬＩＰの経路の（ＡＴＭ網としての）非効率性を取り除く ＮＢＭＡ　Ｎｅｘｔ　Ｈｏｐ　Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ　（ＮＨＲＰ）（ＲＦＣ２３３２） 遠くの仮想サブネットにある相手のＡＴＭアドレスを知り、直接通信 ルータ間で経路に沿って問い合わせを回す

30 ＲＯＬＣの難点 コネクションが前提 マルチキャストでは負荷が集中する ＡＴＭ網外部と結合するとかえって効率が悪くなる
最悪の場合ループが発生？

31 ＡＴＭ網 Ｒ Ｈ Ｒ Ｈ Ｈ Ｒ Ｒ Ｈ Ｒ Ｒ Ｒ Ｒ Ｈ Ｒ 最短距離の通信？

32 ＲＯＬＣの本質的困難 ＡＴＭ網上の仮想的ＩＰ網がＡＴＭ網と異なるトポロジーをもつため
ＡＴＭ網的距離とＩＰ網的距離が不整合 両方の距離を最小化することはできない ＡＴＭ網のトポロジーをＩＰ網にあわせてしまえば距離が整合する いっそＡＴＭスイッチにＩＰアドレスをふり、ＡＴＭ機器の制御にＩＰパケットを利用すれば、、、

33 ＣＳＲ （Ｃｅｌｌ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ Ｒｏｕｔｅｒ）
ＣＳＲ　（Ｃｅｌｌ　Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ　Ｒｏｕｔｅｒ） ＡＴＭのシグナリングをＩＰで ＡＴＭスイッチは、ＩＰアドレスに沿って配置 帯域予約をする通信は、ＩＰパケット（ＲＳＶＰ？）によるＡＴＭシグナリング あくまで帯域予約の場合 ＢＥ通信にはＢＥ用のＶＣをあらかじめ用意 これで、ＲＯＬＣは不要

34 Ｒ Ｒ Ｂ 通常のルータ ＣＳＲ／ＩＰＳＩＬＯＮ／ＭＰＬＳルータ

35 ＣＳＲの発展、 Ｉｐｓｉｌｏｎ ＢＥでも、特定ホストへの通信量が多い場合、専用ＶＣを確保（フロードリブン）
ＣＳＲの発展、　Ｉｐｓｉｌｏｎ ＢＥでも、特定ホストへの通信量が多い場合、専用ＶＣを確保（フロードリブン） ＡＴＭの高速性が活かせる？！ 大規模ネットワークではＶＣの数が増えすぎてスケールしない？ ＡＴＭ以外でも、データリンク層のラベルがあれば、ＣＳＲに利用可能

36 ＭＰＬＳ （Ｍｕｌｔｉ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｌａｂｅｌ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）
ＭＰＬＳ　（Ｍｕｌｔｉ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ　Ｌａｂｅｌ　Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ） フロードリブンはスケールしない トポロジードリブン ＢＥのＶＣをネットワークごとに静的に確保 大規模ネットワークでもスケール ラベルを階層的に持つ 相手ホストのネットワークに到着すると外側のラベルを捨てる 送信ホストは相手ホストのネットワーク内のルート情報を知り、階層的ラベルを付与

37 ＭＰＬＳの破綻 Ｌ２のブリッジは、Ｌ３のルータより高速？ フロードリブンはスケールしないが、トポロジードリブンはスケールする？
実際は、イーサネットでは同程度 ＡＴＭ（ＣＳＲ）は、パケットルータの１０倍遅い フロードリブンはスケールしないが、トポロジードリブンはスケールする？ トポロジードリブンはフロードリブンにすぎない ＭＰＬＳは使えない？ なんとか利用法をみつけて生き残るには、、、

38 フロードリブン ニ地点間の大量の トラフィックを自動検出 してL2で処理 （地点数が増えると破綻）

39 トポロジードリブン 外側ラベル を剥ぐ 目的領域までの外側ラベルと 目的地域内の内側ラベルを付加 （領域階層化によりスケール？）

40 トポロジードリブンの虚構 内側のラベルを付加するためには 通信相手付近のトポロジー（経路）情報が必要
大きなネットワークでは相手の付近の経路は分からない 相手と通信する必要のある場合に動的に問い合わせ フロードリブンに他ならない

41 トポロジードリブン 内側ラベル付与のため全領 域の内部経路情報が必用 （スケールしない） 外側ラベル を剥ぐ 目的領域までの外側ラベルと
目的地域内の内側ラベルを付加 （領域階層化によりスケール？）

42 ＴＥ （Ｔｒａｆｆｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）
ＴＥ　（Ｔｒａｆｆｉｃ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ） 本来、トラフィック量を予測して、十分な回線（Ｌ１）を敷設しておくこと 電話網ではメインのサービスはＬ２なので工夫の余地なし ＭＰＬＳ生き残りのためには 不十分なＬ１の上でＬ３が足りなくなったらＬ２で迂回路を利用できる Ｌ３ルーティングだけでは、迂回ができない 局所的迂回をしようとするとループが発生

43 Ｒ Ｒ Ｒ Ｒ 最少ホップ 迂回 Ｒ Ｒ 混雑 Ｒ Ｌ３では局所的な迂回はできない

44 Ｒ Ｒ Ｒ Ｒ Ｂ Ｂ Ｂ Ｂ 最少ホップ 迂回路 Ｒ Ｂ Ｂ Ｒ 混雑 Ｂ Ｒ ＭＰＬＳルータによるＬ２での迂回

45 Ｒ Ｒ Ｒ Ｒ Ｒ Ｒ 混雑 解消 Ｒ 正しい混雑回避（Ｌ１＆Ｌ３）

46 ＭＰλＳ？ Ｌ２スイッチは高価でも、Ｌ１スイッチ（鏡）ならそうでもない？ 平行リンクが複数あるなら、Ｌ３に全て見せたほうがよさげ

47 Ｌ１ Ｒ Ｒ Ｒ Ｒ Ｒ Ｒ Ｌ３？ Ｒ Ｒ Ｒ Ｌ３！

48 まとめ Ｌ２でいろいろやってもＬ３だけと比べて エンドツーエンド原理から 機器が複雑化する 管理も複雑化する 速度は遅くなるかせいぜい同程度
Ｌ３機器間には余計な機器を入れない 入れても何もやらせない