,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．．．

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1 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．．．
　　　　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？

2 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
　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”

3 パケット 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 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 ホストB クライアント WEBサーバ

4 同じネットワークにおけるhttpの パケットのやりとり １
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がリクエストのパケットをネットワークに送り出す。 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： 送り先IPアドレス： etc… パケット ホストA ホストB クライアント WEBサーバ

5 同じネットワークにおけるhttpの パケットのやりとり ２
同じネットワークにおけるhttpの パケットのやりとり ２ 同じネットワーク上にあるので、直接届く 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： 送り先IPアドレス： etc… パケット ホストA ホストB クライアント WEBサーバ

6 同じネットワークにおけるhttpの パケットのやりとり ３
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。 ファイルの内容、ポート番号 送り元IPアドレス： 送り先IPアドレス： etc… パケット ホストA ホストB クライアント WEBサーバ

7 同じネットワークにおけるhttpの パケットのやりとり ４
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 ホストA ホストB クライアント WEBサーバ

8 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
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 ホストA ホストB クライアント WEBサーバ

9 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
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 ルータ

10 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
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 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。 ルータ パケット ホストA ホストB クライアント WEBサーバ

11 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
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 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。 ルータ ルータ ルータ パケット ルータ ホストA ホストB ルータ クライアント WEBサーバ

12 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
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 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。 ルータ パケット ルータ ルータ パケット ルータ パケット ホストA ホストB パケット ルータ クライアント WEBサーバ

13 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
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 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 パケット ルータ ルータ ルータ パケット ホストA ホストB ルータ クライアント WEBサーバ

14 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
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 パケット パケット ホストA ホストB ルータ クライアント WEBサーバ

15 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
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 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 パケット ホストA パケット ホストB ルータ クライアント WEBサーバ

16 相手に届くこと ルーティングで必要なこと １ ホストA ホストB 202.24.147.231 202.24.14.232 クライアント
ルーティングで必要なこと １ 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 ホストA ルータ ホストB ルータ クライアント WEBサーバ

17 意味なく遠回りしないこと 3 2 4 6 5 1 4 1 2 ルーティングで必要なこと ２ 3 ホストA ホストB
ルーティングで必要なこと ２ 意味なく遠回りしないこと 3 2 ルータ ルータ 4 ルータ 6 5 1 ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ 4 1 2 3 ホストA ルータ ホストB ルータ クライアント WEBサーバ 通過するルータの数・・・HOP数

18 混雑した回線、や負荷の多いルータは避けること
ルーティングで必要なこと ３ 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 混雑 ホストA ルータ ホストB ルータ クライアント WEBサーバ

19 経路表 Linux, Windows2000とも netstat –r で確認可能 202.24.147.1 eth0
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 * eth1 * eth0 * lo default eth0 eth0 /24 /24 eth1 local host

20 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

21 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 ルール トラブル時には手動で経路を書き換える必要ある 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

22 ホストAからホストBへ パケットを送る 静的経路制御（２） 192.168.2.4 → 192.168.5.6 ホストAの経路表
例 静的経路制御（２） ホストAからホストBへ パケットを送る /24 /24 /24 .2 .3 .3 .4 .3 .4 .5 ホストAの経路表 IPアドレス 転送先 / ルータB ルータC ルータA /24 /24 ホストA ホストB .2 .3 .4 .3 .4 .5 .6

23 静的経路制御（3） 192.168.2.4 → 192.168.5.6 ルータAの経路表 IPアドレス 転送先
例 静的経路制御（3） /24 /24 ルータAの経路表 IPアドレス 転送先 / / / / / /24 .2 .3 .3 .4 .3 .4 .5 ルータB ルータC ルータA ルータAの経路表 IPアドレス 転送先 / / / / / /24 /24 ホストA ホストB .2 .3 .4 .3 .4 .5 .6

24 静的経路制御（4） 192.168.2.4 → 192.168.5.6 ルータAの経路表 IPアドレス 転送先
例 静的経路制御（4） /24 /24 /24 .2 .3 .3 .4 .3 .4 .5 ルータB ルータC ルータA ルータAの経路表 IPアドレス 転送先 / / / / / /24 /24 ホストA ホストB .2 .3 .4 .3 .4 .5 .6

25 静的経路制御（5） 192.168.2.4 → 192.168.5.6 ルータBの経路表 IPアドレス 転送先
例 静的経路制御（5） /24 /24 /24 .2 .3 .3 .4 .3 .4 .5 ルータB ルータC ルータA ルータBの経路表 IPアドレス 転送先 / / / / / /24 /24 ホストA ホストB .2 .3 .4 .3 .4 .5 .6

26 静的経路制御（6） 192.168.2.4 → 192.168.5.6 ルータBの経路表 IPアドレス 転送先
例 静的経路制御（6） /24 /24 /24 .2 .3 .3 .4 .3 .4 .5 ルータB ルータC ルータA ルータBの経路表 IPアドレス 転送先 / / / / / /24 /24 ホストA ホストB .2 .3 .4 .3 .4 .5 .6

27 静的経路制御（7） 192.168.2.4 ← 192.168.5.6 ホストBの経路表 IPアドレス 転送先
例 静的経路制御（7） /24 ホストBの経路表 IPアドレス 転送先 / /24 /24 .2 .3 .3 .4 .3 .4 .5 ルータB ルータC ルータA /24 /24 ホストA ホストB .2 .3 .4 .3 .4 .5 .6

28 各ルータについてもそれぞれ手動で書き換え
← 例 各ルータについてもそれぞれ手動で書き換え 経路表を手動で書き換え IPアドレス 転送先 ↓ 静的経路制御（8） /24 /24 /24 .2 .3 .3 .4 .3 .4 .5 ルータB ルータC ルータA 回線 トラブル /24 /24 ホストA ホストB .2 .3 .4 .3 .4 .5 .6

29 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

30 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

31 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
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

32 RIP2 Routing Information Protocol version 2 netmaskを伝播できる ベクトル距離経路制御
Multicastを利用可能

33 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

34 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

35 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
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.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？ ? ? ? ? ? ? st.econ.kumagaku.ac.jp /24

36 熊本学園 経済学部の ホームページサーバ ダイレクトにパケットが届く 同じネットワーク ２０２．２４．１４７．０／２４ www.econ.
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 ダイレクトにパケットが届く kumagaku.ac.jp st.econ. kumagaku.ac.jp

37 熊本学園の ホームページサーバ 202.24.147.1 別のネットワークへ ・・・デフォルトゲートウェイを通過
st.econ. www. econ. ネットワーク /24 /24 の デフォルトゲートウェイ

38 kumagaku-net-gw.kumagaku.
熊本県立大学の ホームページサーバ 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-1-FE1-0-0.sinet.ad.jp kumagaku-net-gw.kumagaku. ac.jp kumamoto-kenritsu-u.gw.sinet.ad.jp 県立大のnetwork st.econ. www. Kumagaku.

39 熊本大学図書館の ホームページサーバ SINET熊本ルータを通過 熊大のnetwork st.econ.
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 kumamoto-u-ATM.gw.sinet.ad.jp ac.jp st.econ.

40 九州大学のホームページの ホームページサーバ
kyushu-u-LAN3.sinet.ad.jp 九 大 kyushu-S1-GE6-1.sinet.ad.jp 県立大 熊大 kumamoto-1-FE1-0-0.sinet.ad.jp 熊学

41 東京大学のホームページサーバ tokyo-S1-P9-0.sinet.ad.jp UTnet-G2-0-0.sinet.ad.jp
九大 ky JT-osaka-S1-P6-0.sinet.ad.jp JT-tokyo-S1-P1-0.sinet.ad.jp ku 県立大 熊大 tokyo-S1-P9-0.sinet.ad.jp UTnet-G2-0-0.sinet.ad.jp ra36-msfc-vlan3.nc.u-tokyo.ac.jp ra35-msfc.nc.u-tokyo.ac.jp foundry1.nc.u-tokyo.ac.jp 熊学

42 東北大学のホームページサーバ 熊学 ky ku sasaya.net.tohoku.ac.jp topicgw-1.sinet.ad.jp
topicgw-1.sinet.ad.jp tohoku-S1-P3-3.sinet.ad.jp 九大 ky os to ku 東大 県立大 熊大 熊学

43 SINET

44 熊本朝日放送の ホームページサーバ 熊学 SI SI SI SI IIJ NII IIJ IIJ IIJ NII IIJ IIJ

45 IIJのバックボーン より IIJのバックボーン