岡村耕二 http://okaweb.ec.kyushu-u.ac.jp/lectures/in/ 情報ネットワーク 岡村耕二 http://okaweb.ec.kyushu-u.ac.jp/lectures/in/ 情報ネットワーク.

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1 岡村耕二 http://okaweb.ec.kyushu-u.ac.jp/lectures/in/
情報ネットワーク 岡村耕二 情報ネットワーク

2 IPv4 パケット 15 31 TOS IP Packet Length Flag Fragment Off-set Identifier
15 31 Version IP Header Length TOS IP Packet Length Flag Fragment Off-set Identifier TTL Protocol Header Check Sum Source Address Destination Address Option TCP/UDP Data 情報ネットワーク

3 IPv4 パケット Version は、IPのバージョンを表し、現在は4 次期は6。
IP Header Length はIPのヘッダ長を32bit単位で表す。 TOS (Type of Service) サービスタイプは、IPデータグラムのサービスの品質を表すもので、優先度の指定や、少ない遅延経路、高信頼性、高スループットの経路の要求等を表す。 Packet LengthはIPパケット全体の長さを表す。 ID, Flag, Fragment offset…これらはIPパケットをフラグメント化、つまりはより小さな単位に分割する際に利用される。 IPよりも更に下位に有る層、つまり物理的なネットワーク層で、送信可能なパケットの最小単位がより小さい場合がある。例えばethernetでは、最大1514bytesしか送れない。従って、それより大きなIPパケットを送る場合には、それを分割して送る必要がある。 IDは分割する前のIPパケットを認識するために用いる。 フラグは分割して良いか否かや分割したIPパケットのうちの最後か否かを表す。 オフセットは分割前のパケットの中でのデータの位置を表す。 情報ネットワーク

4 IPv4 パケット TTL (Time To Live)は、ネットワーク上で通過可能なルータの数であり、一種のホップカウントとして利用される。ルータを通過する毎に一つずつ減らし、この値が0のパケットは配送せずに廃棄される。 Protocol は上位のプロトコルの種類を表す。例えば、1ならICMP、6ならTCP、 17ならUDP。 Checksum は、何らかの理由でヘッダ情報がおかしくなった場合にそれを検出する。 Source address と Destination address は受信元アドレスと送信先アドレスを表す。 Optionは、タイムスタンプや経路情報等の記録に利用される。 情報ネットワーク

5 管理プロトコル Internet データ通信 ICMP 相手のIPアドレスに届かない。
情報ネットワーク

6 管理プロトコル ICMP Echo Reply、Echo Request
Internet Control management Protocol 送信したデータが届かなかった時、また何か障害があったときに利用されるプロトコル Echo Reply、Echo Request Destination Unreachable　宛先到達不可（宛先の相手が存在しなかった、もしくは障害中） Network Unreachable 、Host Unreachable Protocol Unreachable 、Port Unreachable Fragmentation Needed and Don‘t Fragment was Set Source Route Failed Destination Network Unknown、Destination Host Unknown Communication with Destination Network is Administratively Prohibited Communication with Destination Host is Administratively Prohibited Destination Network Unreachable for Type of Service その他 Redirect　ルート変更 Time Exceeded for a Datagram　時間超過 情報ネットワーク

7 経路制御 #0 どっち？ ・宛先アドレス ・次ルータ #1 のテーブルを持ち、 宛先のパケットをどのインタフェースに
送信すればよいか決定する。 #1 情報ネットワーク

8 経路表 アドレス 次ルータ 133.5.11.0 #R0 133.5.7.0 #R2 133.5.10.0 #R3 アドレス 次ルータ
アドレス　　次ルータ #R0 #R2 #R3 アドレス　　次ルータ #R0 アドレス　　次ルータ #R1 #R2 特別なあて先 #R2 #R0 #R1 アドレス　　次ルータ #R0 #R2 情報ネットワーク

9 静的制御と動的制御 スタティックルーティング ダイナミックルーティング ネットワーク管理者が手作業でルートを設定する 安定している
トラフィックや伝送障害の影響を受けない ルーティングプロトコルのためのトラフィックが発生しない ダイナミックルーティング 自動的に経路を設定する ネットワークの変化に自動的に対応 自動的に最適な経路を選択 障害時にバックアップ経路に自動切換え 情報ネットワーク 情報ネットワーク

10 ルーティングプロトコルの必要性 ネットワークの変化に対応しなければならない 設定が多くて面倒 自動的に最適経路を選択できる
あまりにも複雑なネットワークトポロジー 自動的にバックアップ経路を選択できる 障害に強いネットワーク 情報ネットワーク 情報ネットワーク

11 経路制御プロトコル AS (Autonomous System) IGP (Interior Gateway Protocol)
自律的に運用されるネットワーク 16ビット IGP (Interior Gateway Protocol) AS 内での経路制御 小規模なネットワークが対象。 RIP,OSPF EGP (Exterior Gateway Protocol) AS　間での経路制御 大規模なネットワークが対象。 BGP 情報ネットワーク

12 経路制御の基本 経路制御：自らの情報を外部にアナウンスすることにより自分の位置を他人に知らせる。 133.5.10.0/24
情報ネットワーク

13 AS,IGP,EGP 新しいネットワークの追加、構成の変更を自動的に反映したい。 変更があれば、その情報を他のルータに知らせる必要がある。
ネットワークが細かければ、経路制御のパケットがたくさん流れてしまう。 ASは「小規模」なので、そのようなたくさんの経路制御のパケットが流れるのを許す。 IGP AS間ではこのような細かいパケットがたくさん流れないようにする。 EGP 情報ネットワーク

14 AS と EGP AS (Autonomous System) EGP (Exterior Gateway Protocol)
ポリシーの単位 EGP (Exterior Gateway Protocol) AS　間でのポリシーに従った経路制御 どこを通りたいか、通りたくないか。 通せないトラフィックは通さない。 情報ネットワーク

15 ポリシーに従った経路制御 APAN SINET （学術） OCN (商用) QGPOP 東京大学 九州大学 （研究開発）
韓国研究ネットワーク 東京大学 (学術・研究開発） APAN （研究開発） QGPOP （研究開発） SINET （学術） 九州大学 (学術・研究開発） OCN (商用) 情報ネットワーク

16 経路制御プロトコル IGP EGP RIP (Routing Information Protocol)
距離ベクトル OSPF (Open Short Path Fast) リンクステート EGP BGP (Boarder Gateway Protocol) PATH ベクトル 情報ネットワーク

17 RIP (Routing Information Protocol)
経路表 DST Next Metric /24 #R /24 #R /24 #R2 #R0 #R1 情報ネットワーク

18 RIPで管理される情報 ルーターのテーブルに登録されているレコード情報 destinationのIPアドレス
next hop(destinationへの最初のルータ） metric（１から16までの整数値） route change flag（最近のルートの変更の有無） タイマー (RIP2ではsubnet mask) 情報ネットワーク 情報ネットワーク

19 障害の発生とタイマー １８０秒間アップデートメッセージが こないとルートのメトリックが16になり、 ガーベジコレクションタイマ－が起動。 １２０秒経過するとルートは削除される。 R 障害発生！ 情報ネットワーク 情報ネットワーク

20 R その他にルートがあればそちらを選択 133.5.7.0 その他のルート Metric ≦ 15 Metric = 16
情報ネットワーク 情報ネットワーク

21 RIPの問題点 自分が広告されたルータを通るルートを、そのままそのルータに広告して返すことに問題がある。 133.5.10.0/24 #R2
DST Next Metric /24 #R /24 #R DST Next Metric /24 #R 情報ネットワーク 情報ネットワーク

22 RIPの問題点 自分が広告されたルータを通るルートを、そのままそのルータに広告して返すことに問題がある。 133.5.10.0/24 #R2
DST Next Metric /24 #R /24 #R DST Next Metric /24 #R 情報ネットワーク 情報ネットワーク

23 Split Horizon Simple Split Horizon Poison Reverse Update
広告されたルーターを通るルートをアップデートメッセージでは省略する。 Poison Reverse Update 到達できないネットワークのメトリックを無限大　（１５）にして、到達できないことを示す。 情報ネットワーク 情報ネットワーク

24 Simple Split Horizon 広告されたルーターを通るルートをアップデートメッセージでは省略する。 133.5.10.0/24
DST Next Metric /24 #R DST Next Metric /24 #R 情報ネットワーク 情報ネットワーク

25 Poison Reverse Update 到達できないネットワークのメトリックを無限大 （１５）にして、到達できないことを示す。
到達できないネットワークのメトリックを無限大　（１５）にして、到達できないことを示す。 /24 #R2 #R0 #R1 DST Next Metric /24 #R DST Next Metric /24 #R 情報ネットワーク 情報ネットワーク

26 Triggered Update ネットワークに変更があった場合30秒のタイマーを待たずして経路を広告する。 133.5.10.0/24
DST Next Metric /24 #R DST Next Metric /24 #R 情報ネットワーク 情報ネットワーク

27 RIP２で拡張された機能 RIP2 RIP2 OSPF OSPF Subnet Maskのサポート
VLSM(Variable Length Subnet Mask)が利用できる ルートタグ AS間のEGP、BGPなどから利用する 認証機能 マルチキャスト がルーター間で定期的な情報交換に使われる Next Hop 全てのルーターでRIP2が機能していない場合に効率的 RIP2 RIP2 OSPF OSPF 情報ネットワーク 情報ネットワーク