ルータ(ルーティング概要)

ルータはOSI第3層で・・・

ルータは一般的に「OSI第3階層ネットワーク層で動作する」というように言われます。
「ネットワーク層で動作するってどういうこと？」って思いますよね。これは、ネットワーク層のヘッダを解釈することができるという意味です。
つまり、TCP/IPの通信を行っている場合、ルータはIPのヘッダを見てさまざまな処理を行うことができます。そのさまざまな処理の中で重要なものが「ルーティング」です。

ルーティング

ルーティングは日本語にすると、経路選択です。あて先のネットワークへどこの経路を使えばいいかということを選んでいくわけです。ルータという機器の名称もこのルーティングから来ています。
ルーティングを考えるために下の図のようなネットワークを考えます。

この図では、ルータＡ、Ｂ、Ｃの３台を使って３つのネットワークを接続しています。ルータＡに192.168.1.0/24のネットワーク、ルータＢに192.168.2.0/24のネットワーク、ルータＣに192.168.3.0/24のネットワークが接続されています。各ルータ間の雷みたいな絵は、WANの通信回線を示しています。

ルータがルーティングを行うためには、ルーティングテーブルが必要です。ルーティングテーブルの内容は、あて先のネットワークとそこにたどり着くのに次にどのルータにデータを渡せばいいかということなどが含まれます。次に渡すルータをネクストホップルータというように呼びます。この図では、ルータＡのル-ティングテーブルの例を書いています。ルータＢ、Ｃは書いていませんが、実際にはルーティングテーブルを持っています。
ルータＡのル-ティングテーブルは、192.168.1.0/24のネットワークは自分に直接つながっています。そして、192.168.2.0/24のネットワークに行くためにはルータＢに送ればいいということが登録されています。そして、192.168.3.0/24のネットワークに行くためにはルータＣに送ればいいと書かれているわけです。

ルータの処理

さて、ここからがネットワーク層で動作するということについてです！192.168.1.1というIPアドレスを持つコンピュータＡから192.168.3.1というIPアドレスをもつコンピュータＣにデータを送るときを考えます。
以前にデータ送信時の動作について説明しましたが、違うネットワーク上の相手とは直接通信を行うことができません。そのため、デフォルトゲートウェイにデータを送ります。このデフォルトゲートウェイは実は、ルータのことでしたね。
そうすると、下の図のようなデータがルータＡに送られます。

イーサネットのヘッダについては詳細は省略しています。イーサネットのヘッダのあとにIPのヘッダが入ってきます。この中に送信元のIPアドレスが192.168.1.1で、送信先のIPアドレスが192.168.3.1という情報が入ってきます。
ルータＡはこのIPヘッダを見て、あて先に行くにはどこに渡せばいいかを判断します。すると、ルーティングテーブルから、192.168.3.0/24のネットワークへは、ルータＣに渡せばいいですね。というわけで、このデータをルータＣに送ります。そしてルータＣの方から、あて先のコンピュータにデータが届けられていきます。

このようにIPヘッダとルーティングテーブルから最適なあて先を選択することが「ルーティング」です。IPヘッダはOSI参照モデルでいうと、ネットワーク層に当てはまるので、ルータはネットワーク層で動作するんですね。

とすると、「じゃぁ、ルーティングテーブルって誰が作るの？」っていう話になってきます。（そういうことにしといてください(笑)）
このルーティングテーブルの作り方によって、ルーティングの種類がわかれて来ます。その種類として、「静的(スタティック)ルーティング」と「動的(ダイナミック)ルーティング」があります。