ルーティング プロトコルの種類: 静的、動的、IP、CISCO
ブライス・レオ
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ルーティングプロトコルとは、ルーターが到達可能性情報を共有し、ルーティングテーブルを構築するために使用するルールであり、静的ルート、またはRIP、OSPF、BGPなどの動的な距離ベクトル型、リンクステート型、ハイブリッド型方式を通じて、パケットがネットワーク全体で最適な経路を選択できるようにするものです。
ルーティングプロトコルとは何ですか?
ルーティングプロトコルとは、ルーターが送信元と宛先間で通信を行う際に使用する、定義済みの規則の集合です。ルーティングプロトコル自体はデータを転送するのではなく、経路情報を保持するルーティングテーブルを更新するだけです。
ルーティングプロトコルは、ルーター同士がどのように通信するかを規定し、コンピュータネットワーク上の任意の2つのノード間の経路をネットワークが選択できるようにする。
ルーティングプロトコルの種類
ネットワークルーティングプロトコルには主に2種類あります。
- 静的
- ダイナミック
下の図は、ルーティングプロトコルが静的と動的のカテゴリにどのように分類されるか、また、それぞれのカテゴリに含まれる主な動的プロトコルを示しています。
静的ルーティングプロトコル
静的ルーティングプロトコルは、管理者が送信元ネットワークから宛先ネットワークへの経路を手動で割り当てる場合に使用されます。この方法は、ネットワークのセキュリティを向上させます。
優位性
- ルーターのCPUに負荷はかかりません。
- リンク間に未使用の帯域幅がない。
- ルートを追加できるのは管理者のみです。
デメリット
- 管理者は、各ルーターがどのように接続されているかを知っている必要があります。
- 時間がかかるため、大規模ネットワークには理想的な選択肢とは言えません。
- リンクが一つでも切断されるとネットワーク全体がダウンしてしまうが、これは大規模ネットワークでは現実的ではない。
動的ルーティングプロトコル
動的ルーティングプロトコルは、もう一つの重要なルーティングプロトコルです。これらのプロトコルは、ルーターが接続されているルーターからルーティングテーブルに情報を自動的に追加するのに役立ちます。また、ネットワークのトポロジー構造が変更されるたびに、トポロジーの更新情報を送信します。
優位性
- 大規模ネットワークでも設定が容易です。
- リンクがダウンした場合、動的に別の経路を選択できる。
- これらは、複数のリンク間でトラフィックの負荷分散を行うのに役立ちます。
デメリット
- アップデートはルーター間で共有されるため、帯域幅を消費します。
- ルーティングプロトコルは、ルーターのCPUとRAMに余分な負荷をかける。
ディスタンス ベクター ルーティング プロトコル (DVR)
距離ベクトル型プロトコルは、特定の時間間隔で直接接続されているすべての隣接ノードにルーティングテーブルを通知するため、多くの帯域幅を消費し、収束も遅い。
距離ベクトル型ルーティングプロトコルでは、経路が利用できなくなった場合、すべてのルーティングテーブルを新しい情報で更新する必要があります。
優位性
- ネットワークの更新情報は定期的に交換され、常にブロードキャストされます。
- このプロトコルは、隣接ルーターから受信したルーティング情報を信頼します。
デメリット
- ルーティング情報は定期的に交換されるため、不要なトラフィックが発生し、利用可能な帯域幅を消費します。
インターネットルーティングプロトコル
以下は、データパケットがインターネット上を伝送する際に役立つプロトコルの種類です。それぞれが、前述の距離ベクトル型、リンクステート型、またはハイブリッド型のいずれかのカテゴリに分類されます。
ルーティング情報プロトコル（RIP）
RIPはLANとWANの両方のネットワークで使用され、アプリケーション層で動作します。 OSIモデルRIPには2つのバージョンが存在する。
- RIPv1
- RIPv2
オリジナル版であるRIPv1は、IPアドレスの宛先と経路上のホップ数に基づいてネットワークパスを決定します。RIPv1は、ネットワークに接続されているすべてのルーターにIPテーブルをブロードキャストすることで、ネットワークと通信します。
RIPv2は、ルーティングテーブルをブロードキャストではなくマルチキャストアドレスに送信するため、やや高度な技術です。
内部ゲートウェイルーティングプロトコル（IGRP）
IGRPは、シスコが開発した距離ベクトル型内部ゲートウェイプロトコルです。RIPの限界を克服するために導入されました。IGRPが使用するメトリックは、負荷、帯域幅、遅延、MTU、信頼性であり、自律システム内でルーティングデータを交換します。
このプロトコルは、90秒ごとにブロードキャストを行い、最大255ホップまでサポートするため、大規模ネットワークに適しています。経路が変更されると自動的に更新されるため、ルーティングループが発生しにくく、メトリックコストが等しいパスと等しくないパスの両方でトラフィックの負荷分散を行うことができます。
リンクステートルーティングプロトコル
リンクステートプロトコルは、最適なルーティングパスを見つけるために独自のアプローチを採用しています。このプロトコルでは、宛先までのパスの速度とリソースのコストに基づいて経路が計算されます。
ルーティングプロトコルテーブル
リンクステートルーティングプロトコルは、以下の3つのテーブルを維持します。
- 隣接テーブル: この表には、ルーターの隣接ルーターに関する情報のみが含まれています。例えば、隣接関係が確立されているルーターなどです。
- トポロジテーブル: このテーブルには、ネットワーク全体のトポロジーに関する情報が格納されます。例えば、特定の公開ネットワークへの最適な経路とバックアップ経路の両方が含まれます。
- ルーティングテーブル： この表には、広告されているネットワークへの最適な経路がすべて記載されています。
優位性
- このプロトコルは、最適経路とバックアップ経路の両方について個別のテーブルを保持しているため、距離ベクトル型ルーティングプロトコルよりもネットワーク間の情報に精通している。
- トリガー型アップデートが使用されるため、不要な帯域幅を消費しません。
- 部分的な更新はトポロジーの変更があった場合にのみ実行されるため、ルーティングテーブル全体を交換する必要はありません。
外部ゲートウェイ プロトコル (EGP)
EGPは、自律システム内で隣接するゲートウェイホスト間でデータを交換するために使用されるプロトコルです。これにより、ルーターは既知のルーター、ネットワークアドレス、経路コスト、近隣デバイスなど、異なるドメイン間で情報を共有できます。
拡張インテリア ゲートウェイ ルーティング プロトコル (EIGRP)
EIGRPは、距離ベクトル型ルーティングプロトコルとリンクステート型ルーティングプロトコルの両方の機能を組み合わせたハイブリッドルーティングプロトコルです。IGRPと同じプロトコルをルーティングし、IGRPと同じ複合メトリックを使用することで、ネットワークが宛先への最適なパスを選択できるようにします。
オープン最短パスファースト (OSPF)
Open Shortest Path First (OSPF) は、最短経路優先 (SPF) 方式を使用する、IP ネットワーク向けに特化して設計されたリンクステート型 IGP です。
OSPFは、ネットワークの周辺トポロジーを詳細に記録したデータベースを保持しています。トポロジーが変更された際には、ダイクストラ最短経路アルゴリズムを用いてネットワーク経路を再計算します。また、プロトコルの変更を認証することでデータを保護し、セキュリティも確保しています。
距離ベクトル型ルーティングプロトコルとリンクステート型ルーティングプロトコルの主な違いは以下のとおりです。
| 距離ベクトル | リンク状態 |
|---|---|
| ディスタンス ベクター プロトコルはルーティング テーブル全体を送信します。 | リンク ステート プロトコルは、リンク ステート情報のみを送信します。 |
| ルーティング ループの影響を受けやすくなります。 | ルーティング ループの影響を受けにくくなります。 |
| アップデートはブロードキャストを使用して送信される場合があります。 | ルーティングアップデートにはマルチキャスト方式のみを使用します。 |
| 設定は簡単です。 | 設定がより難しい。 |
| ネットワークトポロジーを認識していません。 | それはトポロジー全体を把握している。 |
| 例：RIP、IGRP。 | 例：OSPF、IS-IS |
中間システム間システム (IS-IS)
IS-ISはインターネット上でデータを送信するために使用されるCiscoのルーティングプロトコルです。 IPルーティング 情報。 エンドシステム、中間システム、エリア、ドメインなどのさまざまなコンポーネントで構成されます。
IS-ISプロトコルでは、ルーターはエリアと呼ばれるグループに編成され、複数のエリアがグループ化されてドメインを形成します。
ボーダーゲートウェイプロトコル（BGP）
BGPは、このリストの最後のルーティングプロトコルであり、インターネットを支える基盤となるプロトコルです。距離パスベクトルプロトコル（DPVP）に分類されます。
このプロトコルは、変更が行われた場合にのみ更新されたルータテーブルデータを送信します。トポロジーの変更を自動的に検出する機能はないため、BGPは手動で設定する必要があります。
ルーティング プロトコルの目的は何ですか?
ルーティング プロトコルが必要な理由は、次のとおりです。
- それらは最適な経路選択を可能にする。
- ループのないルーティングを提供します。
- それらは高速な収束を提供する。
- アップデート時のトラフィックを最小限に抑えます。
- 設定は簡単です。
- 彼らは変化に適応する。
- それらは大型サイズにも対応します。
- 既存のホストやルーターとの互換性を維持しています。
- 可変長サブネットマスクをサポートしています。
クラスフル vs. クラスレスルーティングプロトコル
これら2種類のルーティングプロトコルの主な違いは以下のとおりです。
| クラスフルルーティングプロトコル | クラスレスルーティングプロトコル |
|---|---|
| クラスフルルーティングプロトコルは、ルーティング更新時にサブネットマスクの詳細を送信しません。 | クラスレスルーティングプロトコルは、ルーティング更新時にIPサブネットマスク情報を送信できます。 |
| RIPv1とIGRPは、サブネットマスク情報を含まないため、クラスフルプロトコルです。 | RIPv2、OSPF、EIGRP、およびIS-ISは、アップデート情報の中にサブネットマスク情報を含んでいるため、クラスレスプロトコルです。 |
RIP、IGRP、OSPF、EIGRPの比較
以下の表は、最も一般的なルーティングプロトコルの違いをまとめたものです。
| 特長 | RIP v1 | RIP v2 | IGRP | OSPF | EIGRP |
|---|---|---|---|---|---|
| クラスフル/クラスレス | 上品な | クラスレス | 上品な | クラスレス | クラスレス |
| メトリック | ホップ | ホップ | 複合 | 帯域幅（コスト） | 複合（帯域幅、遅延） |
| 定期的な更新 | 30 seconds | 30 seconds | 90 seconds | なし | なし（トリガー） |
| 広告掲載先住所 | 255.255.255.255 | 224.0.0.9 | 255.255.255.255 | 224.0.0.5 / 224.0.0.6 | 224.0.0.10 |
| カテゴリー | 距離ベクトル | 距離ベクトル | 距離ベクトル | リンク状態 | ハイブリッド |
| デフォルトの管理距離 | 120 | 120 | 100 | 110 | 90 |
