IPルーティングのキホン

ルータは、ネットワーク同士を相互接続して、ネットワーク間のデータの転送を行うネットワーク機器です。
ルータでのネットワークの相互接続とデータの転送の概要について解説します。

ルータは「ネットワークを分割する」ために利用できるネットワーク機器でもあります。
ルータでネットワークを分割する理由について解説します。

レイヤ3スイッチは、レイヤ2スイッチにルータの機能を組み込んでいるネットワーク機器です。多くの場合、ルータと同様にネットワークを相互接続するためにレイヤ3スイッチを利用します。
レイヤ3スイッチの概要について解説します。

ルータがIPパケットをルーティングするときの動作について詳しく解説します。ルーティングすると、レイヤ2ヘッダが書き換わっていくことに注目してください。

ルーティングテーブルとは、ルータが認識しているネットワークの情報をまとめているデータベースです。
ルーティングするためには、ルーティングテーブルが完成していることが大前提です。

ルーティングテーブルにルート情報を登録するには、直接接続、スタティックルート、ルーティングプロトコルの3つの方法があります。
それぞれの考え方について解説しています。

ホストルートとはサブネットマスク/32のルート情報です。
ルーティングテーブルにホストルートが登録される主なケースが3通りあります。

スタティックルートとルーティングプロトコルでは、設定の考え方がまったく違います。
シンプルなネットワーク構成を例にして、スタティックルートとルーティングプロトコルの設定の考え方について解説しています。

スタティックルート(スタティックルーティング)とルーティングプロトコル(ダイナミックルーティング)では、設定の考え方が違います。シンプルなネットワーク構成でスタティックルーティングとダイナミックルーティング(RIP)の設定の考え方を比較します。

スタティックルートを効果的に利用するには、そのメリットとデメリットを把握しておきましょう。

ルーティングプロトコルのメリット・デメリットとルーティングプロトコルを利用する主なケースについて解説します。

OSPF/EIGRPなどのルーティングプロトコルによって、ルータ間でネットワークの情報(ルート情報)を交換してルーティングテーブルを作り上げることができます。ルーティングプロトコルでルート情報をアドバタイズする具体的な意味について考えてみましょう。

ルーティングテーブルには宛先ネットワークへの最適ルートのみを登録します。そのために、アドミニストレイティブディスタンスとメトリックを組み合わせて、宛先ネットワークまでの距離を計測します。

最適とみなせるルート情報が複数ある場合、ルーティングの負荷分散を行うことができます。最適ルートが複数ある場合とは、メトリックが最小となるルート情報が複数のときです。このようなルーティングの負荷分散を等コストロードバランシングと呼びます。

ルート集約とは、複数のネットワークアドレスを1つにまとめることです。ルーティングを考えるときに、ルート集約はとても重要です。

デフォルトルートは、すべてのネットワークアドレスを集約した究極の集約ルートで0.0.0.0/0で表します。
デフォルトルートの特徴とその利用例について解説しています。

ルータがIPパケットをルーティングするときに、最長一致検索にしたがってルート情報を検索します。
最長一致検索の仕組みについて解説します。

インターネットは膨大な数のネットワークが相互接続していて、インターネットのルータやレイヤ3スイッチが膨大なネットワークのルート情報を管理しています。
インターネットのルート情報は誰でも見られます。インターネットのルート情報を確認する手順について解説します。

ルーティングプロトコルの適用範囲によって、EGPsとIGPsに分類できます。
EGPsは他の組織(AS)との間で利用するルーティングプロトコルで、IGPsは同じ組織(AS)内で利用するルーティングプロトコルです。

ルーティングプロトコルのアルゴリズム、すなわち、動作の仕組みについての分類です。
主なアルゴリズムとして、ディスタンスベクタ、リンクステート、ハイブリッド(拡張ディスタンスベクタ)があります。

ルーティングプロトコルは、ネットワークアドレスをどのように認識するかによって、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に分類できます。

Ciscoルータでのスタティックルートの設定について解説します。
コマンド自体はとてもシンプルです。大事なことは、設定する前にスタティックルートで登録するべきネットワークを明確にしておくことです。

ip default-networkコマンドによって、ルーティングテーブル上の特定のルートエントリに「*(Candidate default：デフォルト候補)」のコードをつけます。
ip default-networkコマンドの設定例について解説します。

フローティングスタティックルートとは、障害発生時のバックアップルートとしてスタティックルートを利用するための設定です。
フローティングスタティックルートの考え方について解説します。

Ciscoルータでのスタティックルートの設定例です。シンプルなネットワーク構成で、通信するために必要になるスタティックルートの設定を一歩ずつ行います。

シンプルなネットワーク構成でのスタティックルートの設定例です。
スタティックルートでも、設定を工夫すると障害発生時に自動的にルーティングテーブルを更新できます。

2台のルータR1/R2で最も基本的なルーティングの設定を行います。
IPアドレスを設定して、ネットワークを直接接続します。そして、スタティックルートでリモートネットワークのルート情報を登録します。

「IPルーティング基礎演習Part1」から新しいルータR3を追加して、新規のネットワーク192.168.3.0/24を追加します。
スタティックルートを利用するときに、ネットワーク構成が変わった場合にどのように考えて設定するかがポイントです。

シンプルなネットワークで、スタティックルートによってルーティングテーブルを作成しています。しかし、設定ミスのため通信できないところがあります。設定ミスの切り分けと修正を行います。

route addコマンドによって、Windows PCのルーティングテーブルにスタティックルートを登録することができます。

RIPはもっともシンプルなルーティングプロトコルです。主に小規模な企業ネットワークで利用されています。
RIPの主な特徴について解説します。

RIPは、いきなりRIPのルート情報を「送りつけて」います。そして、定期的にルートを送りつけることで、ネットワークが正常だと通知しています。
RIPの動作の仕組みについて解説します。

RIPのルート情報を送信するときに、デフォルトでスプリットホライズンのフィルタがかかっています。
スプリットホライズンのフィルタの動作について解説します。

RIPのルート情報の送信や削除はRIPタイマによって制御します。RIPのタイマの種類とその意味について解説します。

ルートポイズニングとは、メトリック16にセットしたRIPルート情報を送信して、明示的にネットワークのダウンを通知することです。
ルートポイズニングの仕組みについて解説します。

CiscoルータでのRIPの設定と確認のコマンドについて解説します。
BGP以外のルーティングプロトコルはルータのインタフェース単位で有効化することがポイントです。

CiscoルータでのRIPの設定例です。RIPの基本的な設定に加えて、passive-interfaceやスプリットホライズンの無効化、ルートポイズニングの動作を確認します。

RIPルートとしてデフォルトルート(0.0.0.0/0)を生成できます。RIPルートとしてデフォルトルートを生成する方法として、スタティックルートからの再配送について解説します。

RIPルートとしてデフォルトルート(0.0.0.0/0)を生成できます。RIPルートとしてデフォルトルートを生成する方法として、default-information originateコマンドについて解説します。

RIPルートとしてデフォルトルート(0.0.0.0/0)を生成できます。RIPルートとしてデフォルトルートを生成する方法として、ip default-networkコマンドについて解説します。

不連続サブネットでRIPを利用するときの設定ミスの切り分けと修正を行います。

RIPのバージョンの不整合について、設定ミスの切り分けと修正を行います。

RIPタイマの整合性が取れていない設定ミスについて、切り分けと修正を行います。

パッシブインタフェースおよびネイバー認証について、設定ミスの切り分けと修正を行います。

パッシブインタフェースは、ルーティングプロトコルが有効なインタフェースからルーティングプロトコルのパケット送信を止める機能です。

宛先ネットワークまでの転送経路が複数ある場合、明確にどの転送経路を利用するかを決めておくことが重要です。
転送経路を決定するための2つの方法について解説します。

PC/サーバなどもルーティングテーブルを持っています。デフォルトゲートウェイの設定は、PC/サーバのルーティングテーブルにデフォルトルート「0.0.0.0/0」を登録することです。

デフォルトゲートウェイとなるルータ/レイヤ3スイッチに障害が起こると、他のネットワークへの通信がいっさいできません。そこで、デフォルトゲートウェイの冗長化を考えます。
デフォルトゲートウェイの冗長化の考え方について解説します。

HSRPはCisco独自のデフォルトゲートウェイ冗長化プロトコルです。
デフォルトゲートウェイとなるルータ/レイヤ3スイッチをグループ化して、自動的に切り替えられるようにしています。

「仮想ルータ宛てに転送されたパケットをアクティブルータがルーティングする」とさらっと解説されていることがほとんどですが、その動作の流れを詳しく解説しています。

トラッキングを利用すると、より柔軟にアクティブルータを切り替えることができます。
トラッキングはとてもよく利用する機能です。その仕組について解説します。

Cisco HSRPの設定と確認コマンドを解説しています。基本的な設定に加えて、インタフェーストラッキング、認証、タイマの設定を扱っています。

HSRPの設定を工夫するとデフォルトゲートウェイの冗長化だけではなく、負荷分散も可能です。
HSRPの負荷分散について解説します。

HSRPの基本的な設定とルーティングテーブルのトラッキングの設定ミスの切り分けと修正を行います。

RFC3768で標準化されているデフォルトゲートウェイ冗長化プロトコルであるVRRPの動作の仕組みについて解説します。
基本的な考え方や動作の仕組みは、Cisco HSRPとほとんど同じです。

CiscoルータでのVRRPの設定と確認コマンドについて解説しています。
シンプルなネットワーク構成での具体的な設定例とshowコマンドの出力例も載せています。

ルーティングテーブルの状態を監視して、HSRPのアクティブルータを切り替えることができます。ルーティングテーブルの状態の監視するトラッキングオブジェクトを設定して、オブジェクトがダウンするとHSRPのプライオリティを下げます。その結果、アクティブルータを切り替えます。

ルーティングテーブルの状態を監視して、HSRPアクティブルータを切り替えるための設定例について解説します。

ルーティングテーブルの状態を監視して、VRRPマスタルータを切り替えるための設定例について解説します。

GLBPは、デフォルトゲートウェイの冗長化だけでなく負荷分散もできるようにしているCisco独自のプロトコルです。
GLBPの動作の仕組みについて解説します。

Cisco GLBPの設定と確認コマンドについて解説します。
また、シンプルなネットワーク構成での具体的な設定例も載せています。

シンプルなネットワーク構成でデフォルトゲートウェイの負荷分散を行うために、GLBPの設定と確認を行います。

デフォルトゲートウェイ冗長化プロトコルのHSRP/VRRP/GLBPのアドレスとカプセル化についてまとめています。