この記事は ??可能 な ?考文?や出典 が全く示されていないか、不十分です。 出典を追加 して記事の信?性向上にご協力ください。 （ このテンプレ?トの使い方 ） 出典?索 ? :  "ル?タ?"  ?  ニュ?ス   · 書籍   · スカラ?   · CiNii   · J-STAGE   · NDL   · dlib.jp   · ジャパンサ?チ   · TWL （ 2024年2月 ）

ル?タ? または ル?タ （ 英 : router ）は、 コンピュ?タネットワ?ク において、デ?タを2つ以上の異なるネットワ?ク間に 中? する 通信 機器である。 通信プロトコル に TCP/IP が使われるようになってから普及した。デ?タを ネットワ?ク層 で、どのル?トを通して?送すべきかを判?するル?ト選?機能を持つ。

ル?タ?はネットワ?ク間を相互接?する 通信 機器であり、通常は OSI基本?照モデル での第1層（物理層）から第3層（ネットワ?ク層）までの接?を?う。一般的に用いられるル?タ?は、基本機能として各ネットワ?ク間でのIPパケット（第3層）をやり取りできるようにする?置であるが、 暗?化 や フィルタリング など、さまざまな付加機能を?現している。

ハ?ドウェアとしてのル?タ?は、おおまかに通信事業者 (ISP) 向けのコアル?タ?と企業向けのエッジル?タ?、 コンシュ?マ? 向けのブロ?ドバンドル?タ?に分けられる。それぞれ ベンダ? の設計思想や販??略によって製品?分が異なるため、呼?は一定ではない。

ル?タ??部の ソフトウェア (OS) については、米 ジュニパ?ネットワ?クス 社の JUNOS や米エクストリ?ムネットワ?クス社の ExtremeXOS など、主要なOSは Unix のカスタム版である。米 シスコシステムズ 社のみは、?自の Cisco IOS を展開しているが、 IOS XR ではUNIX系の マイクロカ?ネル を採用した。また、2005年には OSS として Debian Linuxベ?スの Vyatta が開?され、日 アライドテレシス 社は同社製AlliedWare PlusにLinuxカ?ネルを採用するなど、Linuxの利用も?まっている ^[1] 。

?史 [ 編集 ]

前史 [ 編集 ]

1964年MITの ラリ??ロバ?ツ がARPA（Advanced Research Projects Agency、 DARPA の前身）のJ.C.リックライダ?と出?い、コンピュ?タ同士の接?に意欲を燃やす。1966年にARPAに異動したラリ?は ARPANET の設計責任者となって、??の「回線交換」にかわる「パケット交換」を基本とすることに決定。1968年よりARPANETの?計?がスタ?トし、1970年に最初の4箇所での接?によって稼動開始。ARPANETは、米 BBN 社 (Bolt Beranek and Newman) が開?した IMP (Interface Message Processor) と呼ばれる、?一プロトコルのみで動作するパケット 交換機 を中心に構成されていた。1972年にARPAに着任した ボブ?カ?ン は、??な インタ?フェ?ス を備え、パケットを カプセル化 する機能を持つ「ゲ?トウェイ」と呼ぶ?置を構想していた。プログラミングに詳しい スタンフォ?ド大? の ビントン?サ?フ は、カ?ンと協力し、1974年に、2人は、 IEEE の?術誌に、現在のTCP/IPの原型となる、 TCP を?表した。1977年に最初のネットワ?ク相互接???が行われ、衛星通信を介したパケットの送信に成功した。ゲ?トウェイという名?は、1980年代後半にル?タ?と呼ばれるようになるまで使い?けられた ^[2] 。

その後、2人のTCPプロトコルはアプリケ?ション同士の通信を??する部分 (TCP) とパケット中?を??する部分 (IP) に分割され、1981年には洗練されたプロトコルとして現在の「TCP/IP」が?表された。

誕生 [ 編集 ]

1976年には、米BNN社の手によってARPANETに接?するIP??ル?タ?が、世界で初めて製品化された。この「ル?タ?」は、米DEC社の16ビット?ミニコン「 PDP-11 」上において、 アセンブリ言語 で書かれた20Kバイトのプログラムによってパケットを?理する仕組みであり、?理速度は100パケット/秒程度であった ^[3] 。

1982年には、ARPANETの?部や米???州を合わせて20以上のル?タ?と?百のホスト?コンピュ?タが1つに接?され、これが今のインタ?ネットの原型となった ^[2] 。

商用販? [ 編集 ]

1986年には米 プロテオン 社より、マルチプロトコルに??した世界初の商用ル?タ?「ProNET p4200」が??された。1990年には米 シスコシステムズ 社が「Cisco7000」を、1997年にインタ?フェ?スカ?ド（ラインカ?ド）に 分散ア?キティクチャ を導入した「Cisco12000」を??し、10Mパケット/秒クラスの性能に至った。

1987年には世界初の商用インタ?ネットプロバイダ (ISP) UUNET が誕生し、一般固定電話が定額制だったことから、コアル?タ?をDCE、アナログモデムをDTEとした、ハブスポ?ク型トポロジによるネットワ?クが米?において定着する ^{[注 1]} 。

1995年頃、回線の高速化（ISDNやCATVの普及）に伴うトラフィックの?加に伴い、 X.25 に代わるWANプロトコルとして、エラ?制御?理の簡略化によって高速化した フレ?ムリレ? が導入された。その後、ル?タ?は??な種類の物理 インタフェ?ス をサポ?トするようになった（ ル?タ?#基本機能 を?照）。

また、この頃からLAN回線（ ト?クンリング 、 イ?サネット 、 FDDI (Fiber-Distributed Data Interface)）上で動作するネットワ?ク層プロトコル ( AppleTalk 、IP、 IPX ) とWANプロトコルをリンクさせる役割をル?タ?が?うことになり、同時に、LAN回線に比べて速度で劣るWAN回線を?率よく使用するため、WAN側に設置されたル?タ?を デ?タ端末?置 (DTE) として扱うことで、過?なトラフィックをWAN側に流さないようになった。ル?タ?は、 ISP によるWAN網の バックボ?ン となる コアル?タ? と、そのDCEもしくはDTEとなる エッジル?タ? とに分かれることになる。

LANの普及とWANの高速化 [ 編集 ]

1995年、標準ネットワ?ク機能としてTCP/IPを??するOS「 Windows 95 」が??され、企業における PC とLAN回線の普及が進むと、企業ネットワ?クの世界はISPセンタ?とPCを接?する トポロジ から、セグメントごとにハブを介して?用線?由で接?するトポロジに?わり、LAN側セグメント間のル?ティング機能が重視されるようになった。こうした?況の?化にともない、ネットワ?ク中??置として レイヤ2スイッチ が注目されるようになり、やがてレイヤ2スイッチは利便性向上のため、 VLAN (Virtual LAN) を??するに至った。

一方で、コンシュ?マ?においては前者の ハブスポ?ク型 トポロジは??した。日本では、接?回線にISDNが?まったことから、アナログ モデム からダイアルアップル?タ?に移行した。やがて1990年代後半からの ブロ?ドバンド回線 の普及にともない、ブロ?ドバンドル?タ?が?まることになった ^{[注 2]} 。

レイヤ3スイッチの誕生 [ 編集 ]

VLAN技術により、ポ?トの?率化が可能になると、次はLAN側トラフィックの急?によってセグメント間ネットワ?ク層のル?ティングが ボトルネック となった。

レイヤ3スイッチは、レイヤ2スイッチとル?タ?のル?ティング機能を1つの筐?に同居させることで、レイヤ2スイッチとル?タ?間のボトルネックを解消した。ル?ティング機能は、汎用CPUを使ったソフトウェア?理から ASIC (Application Specific Integrated Circuit) とよばれる半導?チップによる?理に?更したことにより、?理の高速化を?現した ^{[注 3]} 。また、コストの面から利用するプロトコルをTCP/IPに特化し、インタ?フェ?スをイ?サネットに限定したことが、 ?域イ?サネット や IP-VPN といった次世代のWAN側サ?ビスと合致したため、ユ?ザ?の需要が高まることとなった。

?初、レイヤ3スイッチは高?であったが、2000年代に米 エクストリ?ムネットワ?ク 社が安?で多彩な機能を持ったレイヤ3スイッチである「Summit」シリ?ズを??し、センタ?ル?タの代替として、企業や官?を中心にレイヤ3スイッチは普及した ^[6] 。

?用線から?想線へ [ 編集 ]

2000年頃から、企業ネットワ?クの主流がこれまでの?用線から、より安?で接?範?を限定されないインタ?ネットによるVPN (Virtual Private Network) に移行した。通信業者は MPLS と VR による有料サ?ビス「IP-VPN」を提供したが、企業や個人にも?自にVPN環境を構築する動きが?がり、 IPsec トンネルや PPTP を?路とするインタ?ネットVPNを??するエッジル?タ?やブロ?ドバンドル?タ?が開?された。

2002年には、デ?タリンク層を ギガビットイ?サネット で?ぐ、?域イ?サネットによるサ?ビスが?まり、そのデバイスとして レイヤ2スイッチ が再度注目されることとなった。

次世代ネットワ?クによるオ?ルIP化 [ 編集 ]

2000年代後半より、 IP電話 や第3世代 (IMT-2000) 以降の 携?電話 の?展に?じて、コアネットワ?ク（バックボ?ン）の オ?ルIP 化を志向した次世代ネットワ?ク ( NGN ) が提唱され、通信業者のバックボ?ンは、これまでの 電話交換機 による電話網から ル?タ? やスイッチ類などによるIP網に再構築された。また、2010年6月には次世代イ?サネット規格として、40Gbps/100Gbpsという2つの異なる?送速度に?じた IEEE 802.3ba が承認された。40Gbpsは サ?バ などの機器間での接?に、100Gbpsは主にネットワ?ク間のバックボ?ンに使われるとの見通しで、各ベンダ?の設計もこの規格に基づき、おこなわれている。

分類 [ 編集 ]

規模やネットワ?ク上で使用される位置によってル?タ?が分類されており、それぞれ名?が?わる。いずれもル?タ?としての機能は同じである。以下に規模の大きな物から順に示す。

コアル?タ? [ 編集 ]

基幹ネットワ?ク のバックボ?ンを構成するル?タ?。 ISP ?の地域別ネットワ?クや複?のISP間のネットワ?クを相互接?する。局?や デ?タセンタ? などの キャビネットラック ?におかれる。プロバイダ?ル?タ? (P) とも呼ばれる。

センタ?ル?タ? ^{[注 4]} [ 編集 ]

WAN を介して、企業のネットワ?クや、ISPと企業のネットワ?クを相互接?する。ISP?企業間でともに利用されるエッジル?タ?を、便宜上センタ?ル?タ?と呼?する。立地?件により、プロバイダ?エッジル?タ? (PE)、カスタマ?エッジル?タ? (CE) とも呼ばれる。高速なパケット?理を必要とする場合、 L3スイッチ もしくはギガビットイ?サネット??L2スイッチに置き換えられることがある。

エッジル?タ? [ 編集 ]

基幹ネットワ?ク の端に設置されるル?タ?。企業の支店や?業所?のネットワ?クをWAN回線に?ぎ、本社のセンタ??ル?タ?にアクセスする。

ダイヤルアップル?タ? [ 編集 ]

WAN回線側のインタ?フェ?スを ISDN 用の タ?ミナルアダプタ としたリモ?トル?タ?。日本??では、INSネット64サ?ビスの開始後、一般にも普及した。代表的な製品にはNTT-TE東京（現 NTT-ME ）の「MN128 SOHO」 ^[7] や ヤマハ の「RTA50i」などがあった。

ダイヤルアップル?タ?の大きな特?として、 ダイヤルアップ 自動接??切?機能が?げられる。 フレッツ?ISDN などによる定額接?サ?ビス登場以前は、接?時間による?量制課金であった。そこで、PCがインタ?ネットにアクセスしようとしたとき、ダイアルアップル?タ?はそれを?知して接?（設定したISPの アクセスポイント番? へのダイヤル）を開始し、一定時間外部との通信が無いときには自動的に切?する機能を備えていた。

基本的な機能としては小規模LAN向けとして DHCP サ?バ機能、 IPマスカレ?ド ?NATなど。その他の機能については、 ブロ?ドバンドル?タ?#機能 を?照。

2001年に ソフトバンク がADSLによる ブロ?ドバンドインタ?ネット接? を低?格で??したことにより、 NTT （?時）が?占してきたISDNによるインタ?ネット接?はシェアを奪われ、それに伴いダイヤルアップル?タ?は レガシ?ハ?ドウェア となった。

ブロ?ドバンド??

「MN128 SOHO」シリ?ズから「PAL B&I」や「IB3」のほか、 PCカ?ド 型 LANカ?ド を?着しWANポ?トとすることによりブロ?ドバンドル?タ?としても使える「Slotin」が??されていた。このうち、「IB3」と「Slotin」は 無線LAN にも??し、またPCカ?ド型端末を?入し FOMA や PHS などの回線?由でインタ?ネットに接?することも可能であった。

ブロ?ドバンドル?タ? [ 編集 ]

基本的にはロ?カルル?タ?と スイッチングハブ であるが、WAN回線用の モデム などを??し、リモ?トル?タ?であるものもある。あるいは、WAN側のネットワ?ク構成に?じ、各種トンネル機能を備えるものもある（後述）。

2010年 現在は小型?簡略化したものが市販されており、一般家庭や小規模事務所などのユ?ザ向けの ADSL や FTTH などの、ブロ?ドバンドインタ?ネット接?用に使われる。また、回線事業者が契約者に貸し出す ADSLモデム や ONU ^[8] といった接??置の多くがル?タ?機能を持っている。

一般家庭ユ?ザの利用を想定して、出荷前にあらかじめ基礎的な機能が組み?まれ構築がなされており、通常はISPの接?用アカウントを設定することで使えるようになっている。

また、日本においては フレッツ による 網構成 がある?係上、一般市販されているブロ?ドバンドル?タ?は、フレッツの網構成には基本的に殆どの機種が??し、フレッツ以外の ISP 回線事業者( FVNE )の網構成への??は、オプションとして一部の回線事業者だけに??あるいは非??のものが多く、フレッツ以外の ISP 回線事業者のサ?ビスを契約する場合はそのISPが?用のル?タ機器をレンタル提供する、と言う住み分けが一般的である。また、市販のフレッツ??ル?タ?についても、 IPv4 にしか??しない古い機種（?ね生産終了）、IPv4とIPv6移行過渡期の過渡的機種 ^{[注 5]} 、2010年代後半以降のIPv6移行期に??している機種、に大別される。

また、本?ル?タ?はIP層までを扱うのが本?の役割であるが、家庭向けブロ?ドバンドル?タ?の中には、それに加えDNSキャッシュサ?バ、ダイナミックドメインネ?ムサ?ビスへの自動登?機能、BitTorrentクライアントなどそれ以上の層に?する機能を持つものもある。

（企業?ISP用の大型機器と比べて）小さな形?であり、初心者でも扱えることが利点である反面、それゆえのデメリットもある。

• 家庭向け機器では、多くの製品において冷却機構はファンレスであるため、製品によっては熱暴走（オ?バ?ヒ?ト）する ^{[注 6]} 。2010年代以降の日本メ?カ?製機器ではCPU等の小型化?低消費電力化で改善されている。
• 無線LANアクセスポイント??の製品においては、無線LANに?するセキュリティ?のリスクがある。無線機能はほぼ初期設定のままで機能するものの、初期設定ではル?タ?－パソコン間の通信が 暗? 化されていないか、暗?の?度が低い設定のため暗?が解?されてしまい、LANへ侵入される可能性がある ^[10] 。

機能

• 基本的な機能
  • IPv4?連
    • PPPoE 接?機能
    • ネットワ?クアドレス?換 機能 (NAT, NAPT)
  • IPv6?連 ^{[注 7]}
    • ネイティブIPv6ル?ティング ^{[注 8]}
    • フレッツ網におけるIPv6 に??するIPv6 IPoEル?ティング ^{[注 9]}
    • フレッツ網におけるIPv6 に??するIPv4 over IPv6トンネリング ^{[注 10]}
  • DHCP サ?バ機能
  • パケットフィルタリング
    • ステ?トフルパケットインスペクション ^{[注 11]}
  • DNS キャッシュ機能
  • ポ?ト?換/ DMZ ^{[注 12]}
  • ?路制御情報の管理
  • 各種設定?管理機能
• 付加的な機能
  • 固定IPアドレス利用 (IP Unnumberedほか）
  • Universal Plug and Play への??
  • フレッツ網におけるIPv6 に??するIPv6 PPPoE機能 ^{[注 13]}
  • パケットフィルタリング
    • IPv6ル?ティングにおけるNDプロキシ
  • 無線LAN の アクセスポイント ^{[注 14]}
  • IP電話アダプタ 機能
  • ダイナミックドメインネ?ムシステム への??
  • PPTP サ?バ機能
  • ウイルス ? 不正アクセス などの?出?遮?機能 ^{[注 15]}
  • P2Pアプリケ?ションの?出?遮?機能
  • URLフィルタリング 機能
  • 疑似 QoS 機能
  • ネットワ?クアタッチトストレ?ジ 機能/ クラウド サ?ビス機能
  • BitTorrent クライアント機能
  • プリントサ?バ 機能/USB機器共有機能
  • （自動）ファ?ムウェア更新機能
  • ログ出力/保管/?送機能 ( syslog )

モバイルWi-Fiル?タ? [ 編集 ]

モバイルWi-Fiル?タ?は、移動を容易にした小型の、ル?タ?と 無線LANアクセスポイント の 複合製品 である。 商用電源 からの??的な電源供給を望めない移動しながらの インタ?ネット 利用といった使途を想定しており、多くの機器で 二次電池 を??している。

基本機能 [ 編集 ]

ル?タ?の基本機能は4つある。

接?（インタ?フェ?ス） [ 編集 ]

ル?タ?は、ネットワ?クセグメントの異なるLAN側のインタ?フェ?スや、WAN側のインタ?フェ?スなどの中から2つ以上の物理インタ?フェ?スを有する。

• 主な物理インタ?フェ?スの種類
  • WAN側
    • ISDN PRI / BRI
    • シリアルポ?ト
      • WAN網に送出されるデ?タはデ?タリンク層プロトコルによりカプセル化される。プロトコルの種類には、 HDLC 、 PPP 、X.25/LAPB、フレ?ムリレ?、ATMなどがある ^{[注 16]} 。
    • イ?サネット (Ethernet) - いわゆる「ブロ?ドバンドル?タ?」や インタ?ネットサ?ビスプロバイダ ? インタ?ネットエクスチェンジ にあるル?タ?はこの形態である。
      • AUI - 10BASE5のトランシ?バ?へのインタ?フェイス
      • RJ-45 ポ?ト（ ツイストペア ケ?ブル用)
    • InfiniBand
    • 光ファイバ?
  • LAN側
    • シリアルポ?ト - LANが一般的でなかった頃のエッジル?タ?（ダイヤルアップル?タ?）はこの形態だった。
    • イ?サネット (Ethernet)
      • RJ-45 ポ?ト（ツイストペア）
  • 管理用コンソ?ル
    • シリアルポ?ト
      • RJ-45 ポ?ト
      • RS-232ポ?ト

それぞれの物理インタ?フェ?スは、??な回線種別に??しており、タイプとして固定型とモジュラ?型に分かれる ^{[注 17]} 。タイプを選?することにより、ユ?ザ?のサ?ビスにあわせた柔軟な??ができる。 ATM を使った セルリレ? や、 フレ?ムリレ? などデ?タリンク層への接?には、WAN側の インタフェ?スカ?ド の交換、 シリアルケ?ブル でデバイス ( DTE ) と接?、インタ?フェ?スの設定 ^{[注 18]} を行うことによって接?が可能となる。

?路選?と?送 [ 編集 ]

ル?タ?は、受信パケットの宛先情報から?路選?をおこなう。これを ル?ティング (Routing) という。ル?ティングを?施する際に ル?ティングテ?ブル の情報が?照される。その情報を元にパケットの?送をおこなう。これを フォワ?ディング (Forwarding) という。

IPv4 パケットの場合の流れを?明すると、

1. ル?タ?が、IPパケットを受信すると、その中のIPパケット?ヘッダ?から宛先アドレス (Destination Address) を?み取る。
2. ル?ティング?テ?ブルと宛先アドレスを照合し、合致するものがあれば、 ネクストホップ (Nexthop) のIPアドレスから、ネクストホップに到達するためのレイヤ2アドレスを調べる。
3. ARPテ?ブルを?照し、なければARPパケットを送信して、宛先MACアドレスを取得し、ARPリクエストにレスポンスがあれば、ARPテ?ブルを更新し、パケットを?送する。なければ、送信元アドレス (Source Address) にパケット到着不可である事を示すメッセ?ジ (ICMP「Host Unreachable」) を送信元に返す。
4. パケットのヘッダをネクストホップに書き換える。
5. パケットを?送先のインタ?フェ?ス (Interface) に送信する。
6. ル?タ?に デフォルトル?ト の設定がなく、ル?ティングテ?ブルにマッチしなければ、未知の宛先とみなされ、パケットは破棄されて、送信元アドレス (Source Address) にパケット到着不可である事を示すメッセ?ジ ( ICMP 「Net Unreachable」) を送信する。

となる ^{[注 19]} 。

この時に用いられるル?ティングテ?ブルには、ネクストホップ情報、宛先アドレス情報、そのル?タ?に接?するためのインタ?フェ?ス情報など、?送に用いる?路情報が記?される。ル?タ?の性能は、このル?ティングテ?ブルやARPテ?ブルの?照?理能力と、スル?プット値などにより決まる。なお、レイヤ3スイッチの場合は、最初のパケットをコントロ?ルプレ?ン (Control Plane) のCPUで?理し、ル?ティングテ?ブルとARPテ?ブルで算出した情報をASICのレイヤ3テ?ブルに追加する。2回目以降のパケットをデ?タプレ?ン (Data Plane) のASICで?理する。

選別 [ 編集 ]

ル?タ?は、WAN側から受け取ったIPパケットに?じて、フィルタによって?送せずに破棄したり、 QoS (Quality of Service) によって優遇してLAN側に?送するなど、パケットの選別機能を持つ。

フィルタリング機能

IPヘッダ?、TCP/UDPヘッダ?、パケット?の有意なデ?タ（URLなど）を設定して、?件に該?するIPパケットを破棄する。特定のパケット通信を排除できる ^{[12] [注 20]} 。

QoS機能

QoSは、LAN側の?域が大きく、WAN側の?域が小さいという構成において、ル?タ??部の キュ? に パケット が溜まる?態で、どのパケットを優先して出力するかの方法を選?し、制御する機能である。下記にその方法を示す ^[13] 。

優先制御

優先すべきIPパケットとそれ以外を、IPアドレスやポ?ト番?などによって?別し、優先度を割り?てる。この方法を プライオリティ?キュ?イング （Priority Queuing）と呼ぶ ^[14] 。

?域制御

一定時間ごとにインタ?フェ?スのパケット量を監視し、 ?値 以上になれば超過したパケットを破棄する。この方法を ポリシング (Policing) と呼ぶ。また、超過したパケットを破棄せずに バッファリング によってキュ?に保持し、間隔をおいて平滑的に?送されるようにスケジュ?リングする方法を シェ?ピング (Shaping) と呼び、どちらかの方法を選?して設定する ^[15] 。

管理 [ 編集 ]

ル?タ?は、?路情報を持つル?ティングテ?ブル ^{[注 21]} の管理をおこなう。

直接接?された他のインタ?フェ?スとの通信により、?路情報を自動的に?習する。しかし、ル?タ?は「直接接?されていないインタ?フェ?ス」には接?できないため、それを含めた?路情報を設定する必要がある。

?路情報を設定する方法には、 ネットワ?ク管理者 が手動で設定する ?的ル?ト (Static Route) と、ル?ティングプロトコルで設定された 動的ル?ト (Dynamic Route) がある。

動的ル?トは、 ル?ティングプロトコル が設定されると、相互接?された他のル?タ?との通信によって?路情報を交換し合い、自動的にル?ティングテ?ブルを最適な?態に保つ。この?態を?束または?斂（ コンバ?ジェンス ）という ^{[注 22]} 。

この?路情報の?集につかわれるル?ティングプロトコルには2種類あり、異なる 自律システム (AS) 間で使われる EGP (Exterior Gateway Protocol) と、同一のAS?で使われる IGP (Interior Gateway Protocol) がある。EGPとしては BGP-4 、IGPとしては RIP 、 OSPF が有名である。

また、通信制御用プロトコルである ICMP を周?に?信し、エラ?や回線の?態を監視するル?タ?もある ^{[注 23]} 。 これらにより、あらかじめ?送路の2重化や迂回?路への切り替えを設定しておけば、?送路に障害が?生した場合、RIP、OSPF、BGPといったプロトコルを利用せずに別?路への自動的な切り替えが行われる。

?部?理 [ 編集 ]

ル?タ?の?部について、代表的な ア?キテクチャ には分散型と集中型がある。ア?キテクチャはインタ?フェ?スカ?ド、スイッチカ?ド、制御部で構成される ^[17] 。

インタ?フェ?スカ?ドは、パケット?理エンジン、パケットバッファ用メモリ、ル?ティングテ?ブル用メモリ、各種テ?ブルメモリにより構成される。そして、ル?タ?の?部の?理は4段階に分かれる ^[18] 。

分散ア?キテクチャ

複?のパケット?理エンジンをクロスバ??スイッチ（スイッチカ?ド）で接?する。複?なル?ティング?理をコントロ?ルプレ?ンで?施し、?純なパケット?理をデ?タプレ?ン（フォワ?ディングプレ?ン）のスイッチ用 LSI とパケット?理エンジンで分散することで?理を高速化するア?キテクチャ。高?張性、高?格、?理エンジンのI/O負荷が高いため電力量が多い。

集中ア?キテクチャ

デ?タプレ?ンでのパケット?理を、1つのパケット?理エンジンに集中させ?理をおこなう。分散ア?キテクチャに比べシンプルな構造。

受信 [ 編集 ]

受信した信?をインタ?フェ?ス回路が ビット 列に?換し、受信?理を行うパケット?理エンジンに入力デ?タを渡す。パケット?理エンジンでは受け取ったIPフレ?ムをあらかじめ?切られたル?ティングテ?ブル用メモリ バッファ に蓄積する。この入力バッファ領域は1フレ?ムが十分に?まる長さごとに?切られている。メモリ?のサイズは限りがあるため、?送?理が?って後から?たパケットがメモリ?に格納出?なくなればそのパケットは破棄される。これが「パケット?ロス」と呼ばれる現象である。

解析 [ 編集 ]

パケット?理エンジンは、ル?ティングテ?ブル用メモリに蓄積されたIPパケットのヘッダ?を?み取り、ル?ティングテ?ブルの?索をおこない、出力先インタ?フェ?スを決める。同時にQoSと アクセス制御リスト を?照する。?件にあえばその?理を行う。解析で得られた情報は、パケットバッファ用メモリのIPパケットに付加しておく。

ル?ティングテ?ブル?索方法 [ 編集 ]

ル?ティングテ?ブル の?索方法は3種類ある。

• リニアサ?チ (Linear Search)
• パトリシアツリ? (Patricia Tree)
• 全エントリ同時?索 : CAM を利用した方法

加工 [ 編集 ]

加工されたパケットは以下のように?理される。

• パケットをスイッチングする。
• 出力制御部のキュ?へ FIFO により送信する。
• 出力回線ごとに備えた複?のFIFOはQoSに?い、パケットを蓄積する。
• スケジュ?ラによりFIFOからパケットを?み出して出力する。

送出 [ 編集 ]

パケットの送出を??するパケット?理エンジンは、各種テ?ブルメモリからパケットを?み出して、「解析」?理で得られたQoSにより、出力インタ?フェイスを振り分け、パケットバッファ用メモリに蓄積する。スケジュ?ラにより、パケットバッファ用メモリからパケットを?み出して出力する。

冗長化技術 [ 編集 ]

ネットワ?ク上での障害を回避したり最小限にする技術に 冗長化 （または冗長構成 (redundant configuration)）がある。

ル?タ?やレイヤ?3スイッチを複?備えると、障害時に切り替える物理的な冗長化がおこなわれる。このままでは障害?生を?知して自動的に予備機に切り替えることはできないため、ル?タ?を ?想化 するプロトコルによって冗長構成の制御をおこなう。複?のVRRPグル?プに?想ル?タ?の設定をおこなうことで ロ?ドバランス が可能となる。標準化されあるいは、 ベンダ? ?自のプロトコルが複?存在する。

• VRRP  : 1つの?想アドレスをマスタ?機とバックアップ機の2台に持たせることで、正常時はマスタ?機が?想アドレスを使い、障害?生時にはバックアップ機が?想アドレスをそのまま使って動作を引き?ぐ方法。

ベンダ?によっては、VRRPに類似した、もしくはVRRPを?張したプロトコルを提供している。

• HSRP (Hot Standby Router Protocol) : シスコ?システムズ社?自のRFC2281による方式規格
• VRRP-E (VRRP-Extend) : Foundry社（現Broadcom社）
• FSRP (Foundry standby router protocl) : Foundry社
• ESRP (Extreme Standby Router Protocol) : Extreme Networks社
• NSRP (NetScreen Redundancy Protcol) : NetScreen Technologies社（現Juniper Networks社）

また、リンク?アグリゲ?ション（en:Link aggregation、Cisco社ではEtherChannel）によって、複?の通信回線を物理的に束ねて、?想的に1回線として使用すれば、一部の通信回線に障害が?生しても、?りの回線で通信が可能なため、通信の途絶が回避できる。

スパニング?ツリ? (Spanning Tree Protocol, STP) や通信速度の改良をおこなった ラピッド?スパンニング?ツリ? (Rapid Spanning Tree Protocol, RSTP) などの冗長化技術などの、デ?タリンク層で使用するプロトコルによる冗長化技術は本項では扱わない。

新しいネットワ?ク?サ?ビス技術 [ 編集 ]

2008年現在では、ル?タ?を含む大規模なネットワ?クの利便性向上のためにさまざまな技術が生まれている。下記にル?タ?に?係が深い技術を示す。

MPLS [ 編集 ]

MPLS (Multi protocol label switching) は、MACヘッダ?の後ろにMPLSシム?ヘッダ?と呼ばれるラベルを付加して、MPLS??ル?タ?同士での?送先識別に利用する。MPLS??ル?タ?同士はLPS（ラベル?スイッチ?パス）と呼ばれる?想パスで結ばれる。レイヤ?3スイッチと違い、ル?タ?の使用によって優先制御や?域制御といった機能、特定のパケットだけを別?路にう回させたり、回線障害の?生時に瞬時（?ミリ秒）に迂回路を設定する「ファスト?リル?ト」機能などによって高い利便性が提供される。

VPLS [ 編集 ]

VPLS (Virtual private LAN) はMPLSを利用したMACアドレスを?送先アドレスとして使用する、ル?タ?によって構成される?域イ?サネット技術。企業のロ?カル?点のLANをVPLS網に?ぐことで、そのままイ?サネットのMACフレ?ムによるやり取りが行える。VPLS網の端に位置するエッジ?ル?タ?はMACアドレスとパスの??表を持ち、ロ?カルLANから受け取ったフレ?ムのパケットの宛先MACアドレスからパスを見付け出してラベルを付けてVPLS網に送り出す。コア?ル?タ?では、ラベルだけを?りにフレ?ムを?送してMACアドレスは扱わない。ロ?カルLANから見れば、VLPSネットワ?クは大きなLANスイッチと同じように機能する。MPLSの利点であるQoS機能やファスト?リル?ト機能が提供される。

SD-WAN [ 編集 ]

詳しくはSD-WAN?照

ソフトウェア定義?域ネットワ?ク。インタ?ネットなど、物理的なデ?タ通信回線上に?想ネットワ?クとして?点間通信網を構築する複?の技術で構築する仕組み。2024年現在では遠距離の?点間接?の仕組みとして導入が進んでいる ^{[19] [20]} 。

脚注 [ 編集 ]

注? [ 編集 ]

出典 [ 編集 ]

?考文? [ 編集 ]

出典 は列?するだけでなく、 脚注 などを用いて どの記述の情報源であるかを明記 してください。 記事の 信?性向上 にご協力をお願いいたします。 （ 2024年2月 ）

• 『?解 CCNA ?策?本??ネットワ?クワ?クショップ―Cisco技術者認定 640?607J??』（ 秀和システム 、2003年3月） ISBN   4-7980-0509-6

?連項目 [ 編集 ]

• ル?ティング
• ル?ティングプロトコル
• イ?サネット
• ファイアウォ?ル
• Interface Message Processor
• ランダム初期?知
• 光ル?タ?
• L3スイッチ