ルータについてのすべて:ルータの種類,ルーティングテーブルとIPルーティング

コンピュータネットワークシステムにおけるルータの役割と意義:

この完全なネットワーキングトレーニングシリーズの以前のチュートリアルでは、レイヤ2とレイヤ3スイッチについて詳細に説明しました。 このチュートリアルでは、我々は詳細にルータについて見ていきます。

ルーターは、長距離に広がる様々なネットワークをすべて接続するため、私たちの日常生活のどこでも広く使用されています。

名前が自明であるように、ルータは、彼らが実行する仕事から彼らの命名法を取得し、彼らはコンピュータネットワークシステムでいくつかのルーティングアルゴリズムを使用して、送信元側から宛先側へのデータパケットのルーティングを行うことを意味します。

ルータとは何ですか？

バンガロールとハイデラバードに支店を持つ通信会社があれば、それらの間の接続を確立するために、高帯域幅のSTMリンクまたはDS3リンクを介して光

このシナリオにより、データ、音声、またはビデオの形のトラフィックは、第三の不要なトラフィックの干渉なしに、両端からそれらの間を専用に流 このプロセスは費用効果が大きく、時間有効である。

同様に、このルータはまた、ソフトウェアテスター間の接続を確立するために重要な役割を果たしている、これは我々がチュートリアルでさらに検討します。

以下は、R1とR2という二つのルータが三つの異なるネットワークを接続しているルータネットワークの図です。

このチュートリアルでは、ルータのさまざまな側面、機能、およびアプリケーションを検討します。

ルーターの種類

ルーターには基本的に二つのタイプがあります。

ハードウェアルーター: これらは製造業者によって提供される特有な作り付けソフトウェア能力のハードウェアである。 ルーティング機能を使用してルーティングを実行します。 彼らは、基本的なルーティング機能に加えて、いくつかのより多くの特別な機能を持っています。

Cisco2900ルータ、ZTE ZXT1200、ZXT600ルータは、一般的に使用されるハードウェアルータの例です。

ソフトウェアルーター:それらはハードウェアルーターと同じように作動しますが、別のハードウェア箱を持っていません。 それはおそらくwindow、Netware、またはLinuxサーバーです。 これらにすべて作り付けの旅程の能力がある。

大規模なコンピュータネットワークシステムでは、ソフトウェアルータは一般的にゲートウェイやファイアウォールとして使用されていますが、両方のタイプのルータは独自の機能と意義を持っています。

ソフトウェアルーターはWAN接続用のポートが限られており、他のポートまたはカードはLAN接続をサポートしているため、ハードウェアルーターの代わりにすることは

ルーティングの作り付けの特徴のためにすべてのカードおよびポートは構成および容量によってまたWANルーティングおよび他を行います。

ルータの特長

• OSI参照モデルのネットワーク層で動作し、IPアドレッシングとサブネットの概念に隣接するデバイスと通信します。
• ルータの主なコンポーネントは、中央処理装置(CPU)、フラッシュメモリ、不揮発性RAM、RAM、ネットワークインターフェースカード、およびコンソールです。
• ルータには、fast-Ethernetポート、gigabitポート、STM linkポートなど、異なる種類の複数のポートがあります。 すべてのポートは、高速ネットワーク接続をサポートしています。
• ネットワークに必要なポートのタイプに応じて、ユーザーはそれに応じて設定できます。
• ルータは、不要な干渉をフィルタリングするために、データカプセル化およびカプセル化解除プロセスを実行します。
• ルータには、サブネットワークを無傷のネットワークとして扱うことによって、大きなネットワークシステム内のトラフィックをルーティングする それらにそれらをスイッチおよび橋のような他の層3装置より優秀にさせるそれと接続される次のリンクおよびホップのタイプを分析する機能
• ルータは常にマスターモードとスレーブモードで動作するため、冗長性が提供されます。 マスターが失敗した場合、スレーブはマスターとして機能し、その全体のタスクを実行します。 したがって、完全なネットワーク障害を保存します。

IP Routing

あるネットワークのエンドデバイスから他のネットワークのリモートエンドデバイスにパケットを送信する手順です。 これはルータによって達成されます。

ルータは宛先エンドIPアドレスとネクストホップアドレスを検査し、結果に応じてデータパケットを宛先に転送します。

ルーティングテーブルは、次ホップアドレスと宛先アドレスを見つけるために使用されます。

デフォルトゲートウェイ:デフォルトゲートウェイはルーター自体に過ぎません。 これは、エンドデバイスホストが明示的な宛先ネットワークのネクストホップルートエントリを持たず、そのネットワークに到着する方法を作ることが

したがって、ホストデバイスは、リモートネットワークに向けられたデータパケットが最初にデフォルトゲートウェイに向けられるように構成されています。

その後、デフォルトゲートウェイは、宛先ネットワークへのルートを送信元のエンドホストデバイスに提供します。

ルーティングテーブル

ルータにはRAMと呼ばれる内部メモリがあります。 ルーティングテーブルが収集するすべての情報は、ルータのRAMに格納されます。 ルーティングテーブルは、テーブルからIPアドレスおよびその他の関連情報を学習することによってパケットのパスを識別し、パケットを目的の宛先ま

ルーティングテーブルに含まれるエンティティは次のとおりです:

1. 宛先ホストとネットワークのIPアドレスとサブネットマスク
2. 宛先ネットワークに到達するために必要なすべてのルーターのIPアドレス。
3. 外部インターフェイス情報

ルーティングテーブルを設定するには、次の3つのさまざまな手順があります:

• 直接接続されたサブネット
• 静的ルーティング
• 動的ルーティング

接続されたルート:理想的なモードでは、ルータのすべてのインターフェイスは”ダウン”状態 したがって、ユーザーが構成を実装するインターフェイスは、まず状態を’down’から’up’に変更します。 設定の次のステップは、すべてのインターフェイスにIPアドレスを割り当てることです。

これで、ルータはデータパケットを直接接続されたアクティブインターフェイスを介して宛先ネットワークにルーティングするのに十分 サブネットもルーティングテーブルに追加されます。

静的ルーティング:静的ルーティングを使用することにより、ルータは、物理的にまたはそのインターフェイスのいずれかに直接接続されていない遠端ネッ

ルーティングは、グローバルに使用される特定のコマンドを実行して手動で行われます。

コマンドは次のとおりです:

IP route destination_network _IP subnet_mask_ IP next_hop_IP_address.

それは手動構成の必要性の多くとしてだけ小さいネットワークで一般に使用され、全プロセスは非常に長いです。

例は次のとおりです:

ルータ1は、高速イーサネットインターフェイス上のルータ2と物理的に接続されています。 ルータ2はサブネット10.0.2.0/24にも直接接続されています。 サブネットはルータ1と物理的に接続されていないため、パケットを宛先サブネットにルーティングする方法はありません。

今、私たちは次のように手動でそれを設定する必要があります:

• ルータ1のコマンドプロンプトに移動します。
• show IP routeと入力し、ルーティングテーブルには以下のタイプの設定があります。

Router#SHOW IP route

C192.164.0.0/24は直接接続され、Fastethernet0/0、Cは接続されたの略です。

• ルータ1がサブネット10.0.0.0/24に到達できるように、設定にstatic routeコマンドを使用します。

Router#conf t

Router(config)#ip route10.0.0.0 255.255.255.0 192.164.0.2

Router(config)#exit

Router#show ip route

10.0.0.0/24 1つのサブネット

S10.0.0.0via192.164.0.2

C192.164.0.0/24が直接接続され、Fastethernet0/0

Sは静的を表します。

: ルータのコマンドプロンプトには他にも多くの情報がありますが、ここではそのコマンドとトピックに関連する情報のみを説明しました。

動的ルーティング:このタイプのルーティングは、少なくとも一つのタイプのルーティングプロトコルで動作します。 ルーティングプロトコルは，ルータ間でルーティング情報を共有できるようにルータによって実施されている。 このプロセスによって、ネットワーク内の各ルーターはその情報を学習し、独自のルーティングテーブルを構築する際にそれを展開します。

ルーティングプロトコルは、ルーティングデータであったリンクがダウンすると、ルーティングパケットのパスを動的に変更し、フォールト耐性を持たせるように動作します。

動的ルーティングは、時間と管理負荷を節約する手動設定も必要ありません。

ルーターが使用するルートとそれに対応するサブネットを定義するだけで、残りはルーティングプロトコルによって注意されます。

管理距離

複数のルーティングプロトコルをネットワークで実行でき、ルーターはさまざまなソースからネットワークに関するルート情報を収集できます。 ルータの主なタスクは、最良のパスを検索することです。 管理距離数は、トラフィックをルーティングするのに最適なパスを発見するためにルータによって実践されています。 より低い数の管理距離を示すプロトコルは、使用するのに最適です。

メトリック

ルータは、同じプロトコルから同じネットワークの宛先ホストに到着するための二つの独特のパスを見つけることを考慮し、それはトラフィッ

Metricは、最適なパスを修正するために展開される測定パラメータです。 再び低い方が良いパスになりますメトリックの数になります。

ルーティングプロトコルの種類

ルーティングプロトコルには二つの種類があります:

1. 距離ベクトル
2. リンク状態

上記の両方のタイプのルーティングプロトコルは、内部ルーティングプロトコル（IGP）であり、これは、一つの自治ネットワークシステム内でルーティングデータを交換するために使用されていたことを示しています。 Border gateway protocol（BGP）は、インターネット上の異なる2つのネットワークシステム間でルーティングデータを交換するために使用されることを示すexterior routing protocol（EGP）の一種です。

Distance vector Protocol

RIP(Routing Information protocol):RIPは距離ベクトルプロトコルの一種です。 名前に従って、distance vector routing protocolは、リモートネットワークに到達するための最適なパスを取得するためにdistanceを採用しています。 距離は、基本的にルータの数は、リモートネットワークに近づいている間の間に存在しています。 RIPには2つのバージョンがありますが、バージョン2はどこでも最も一般的に使用されています。

バージョン2には、サブネットマスクを提示し、ルーティングの更新を送信するためにマルチキャストを実装する機能があります。 ホップ数はメトリックとして練習され、それは120の管理カウントを持っています。

RIPバージョン2は30秒ごとにルーティングテーブルを起動するため、このプロセスでは多くの帯域幅が利用されます。 これは、ルーティング情報を起動するためにマルチキャストアドレス224.0.0.9を利用します。

EIGRP(Enhanced interior gateway routing protocol):これはプログレッシブタイプの距離ベクトルプロトコルです。

それがバックアップするルーティングのさまざまなタイプの側面は次のとおりです:

• クラスレスルーティングとVLSM
• ロードバランシング
• 増分更新
• ルート要約

ルーティングプロトコルとしてEIGRPを使用するルータは、マルチキャストアドレ EIGRPルータは、必要なすべての情報を持つ3種類のルーティングテーブルを維持します。

EIGRPの管理距離は90であり、帯域幅と遅延を使用してメトリックを決定します。

Link State Protocol

link state protocolの目的もdistance vector protocolの目的に似ており、宛先への最適なパスを見つけますが、それを実行するための独特の技術を展開します。

Link state protocolはルーティングテーブル全体を起動せず、その代わりにネットワークトポロジに関する情報を起動します。

これらはdistance vector protocolよりも構成が難しく、多くのメモリストレージとCPUメモリを必要とします。

これは、距離ベクトルプロトコルのそれよりも高速に動作します。 また、3つのタイプのルーティングテーブルを維持し、最適なパスを見つけるために最短パス最初のアルゴリズムを実行します。

OSPFはリンク状態プロトコルの一種です。

OSPF(最初に最短パスを開く):

• クラスレスルーティングプロトコルであり、VLSM、増分更新、手動ルート要約、および同等のコスト負荷分散をバックアップします。
• ospfでは、インターフェイスコストのみがメトリックパラメータとして使用されます。 管理距離番号は110に設定されています。 ルーティング更新用に展開されたマルチキャストIPは、224.0.0.5および224.0.0.6です。
• ルーティング更新を共有する前に、OSPFプロトコルを使用する近隣ルータ間のリンクを最初に設定します。 それはリンク状態プロトコルなので、ルータはルーティングテーブル全体を浮かべるのではなく、ネットワークトポロジに関する統計情報のみを共有します。
• 次に、各ルータはSFPアルゴリズムを実行して最上級パスを決定し、それをルーティングテーブルに含めます。 このプロセスを使用することにより、ルーティングループエラーの可能性は最小です。
• OSPFルーターをお送りこんにちはパケットにマルチキャストIP224.0.0.5の設定をリードします。 その後、リンクが確立されると、ネイバーへのフローティングルーティングの更新が開始されます。
• よるOSPFルーターに送こんにちはパケット毎に10秒である、という点があります。 っていることを確認してください受信に戻こんにちはパケットからの隣人40秒ですべ隣接しています。 ルーターになり近所の人すべての分野においてサブネットID、id、こんにちはデ区間タイマー、認証、MTU.
• OSPFには、各メッセージ認証のプロセスがあります。 これは、ルータが誤ったルーティング情報を送信するのを避けるために使用されます。 虚偽の情報は、サービス拒否攻撃につながる可能性があります。
• 認証には、MD5認証とクリアテキスト認証の2つの方法があります。 MD5が最も一般的に使用されます。 これは、ルーティングテーブルにフローティングしながら、ルートの手動要約プロセスをサポートしています。

BGP(Border Gateway Protocol):

これまで、小規模ネットワークに使用される内部ルーティングプロトコルについて議論してきました。 しかし、大規模ネットワークの場合、BGPは大きなネットワークのインターネット経由のトラフィックを処理する機能を備えているため、使用されます。

• BGPを使用する産業は、2つの自治システム（自律システム）間の接続を確立するために別のネットワークと共有される排他的な自律システム番号を持
• この合弁会社の助けを借りて、業界や携帯電話事業者などのネットワークサービスプロバイダはBGP指令ルートを提供することができ、このため、システムは優
• ネットワークポリシー、設定されたルールのセット、ルーティングパスに基づいてルーティング評価を構築し、主要なコアルーティング結論を取ることにも参加します。
• BGPは、ポート179でTCPセッションを構築するために、ルータ間で手動設定によってネイバーを作成します。 BGPプレゼンターは、接続を確立するために、60秒ごとに19バイトのメッセージをネイバーに送信します。
• ルートマップメカニズムは、BGP内のルートの流れを処理します。 それはルールのセットに過ぎません。 すべてのルールは、ルートに相当する指定された基準について、どのような決定を実装すべきかを説明しています。 決定は、最終的にルーティングテーブルに保存する前に、ルートを破棄するか、ルートのいくつかの属性の変更を行うことです。
• BGPパスの選択基準は他のものとは異なります。 最初に、ループのない同期されたルートのパス属性を見つけて、次の方法で宛先に到達します。

ルータの動作

• ルータのハードウェア部分では、物理的な接続は入力ポートを介して行われ、転送テーブルのコピーも保持されます。 スイッチングファブリックは、パケットを転送する必要がある出力ポートのルータに指示するIC（集積回路）の一種です。
• Routing processorはルーティングテーブルをその中に保存し、パケットの転送に使用されるいくつかのルーティングプロトコルを実装します。
• 出力ポートはデータパケットをその場所に送り返します。

作業は二つの異なる平面に分割されています,

• コントロールプレーン:ルーターは、データパケットをリモートホストに送信するために使用されるすべての静的および動的ルートを格納するルーティン 制御平面は、転送平面によって利用される転送情報ベース（ＦＩＢ）を製造する論理であり、また、接続されるルータの物理インタフェースに関する情報を有する。
• 転送プレーン:ルーティングテーブルのレコードに基づいて制御プレーンから収集した情報に基づいて、データパケットを正しいリモートネットワークホストに転送します。 また、正しい内側と外側の物理的な接続の世話をします。
• 転送：ルータの主な目的は、WANネットワークなどの大きなネットワークを接続することであることがわかっています。 レイヤ3で動作するため、リモートネットワーク向けのパケットに格納されている宛先IPアドレスとサブネットマスクに基づいて転送決定が行われます。

• 図のように、ルータAは2つのパスを介してルータCに到達することができ、1つはサブネットBを直接経由し、もう1つはサブネットAとサブネットCを このようにして、ネットワークは冗長になっています。
• パケットがルータに到着すると、まずルーティングテーブルで宛先に到達するのに最適なパスを見つけ、ネクストホップのIPアドレスを取得すると、データパケットをカプセル化します。 最適なパスルーティングプロトコルを見つけるために使用されます。
• ルートは、各ノードに到着する各データパケットに関連付けられたヘッダから情報を収集することによって学習されます。 ヘッダーには、宛先ネットワークの次ホップのIPアドレス情報が含まれています。
• 宛先に到達するには、ルーティングテーブルにいくつかのパスが記載されています; 前述のアルゴリズムを使用することにより、データを転送するための最良の適切なパスを使用します。
• また、パケットを転送する準備ができているインターフェイスがアクセス可能かどうかもチェックします。 それはすべての必要な情報を収集したら、それは決定されたルートに応じてパケットを送信します。
• ルータはまた、パケットがルータが処理できるよりも大きなペースでネットワークの希望に達すると、輻輳を監視します。 使用される手順は、尾滴、ランダム早期検出（赤）および加重ランダム早期検出（WRED）です。
• これらの背後にある考え方は、キューのサイズが設定中に事前に定義され、バッファに格納できるものを超えたときにデータパケットをルータがドロップすることです。 したがって、ルータは新たに到着した着信パケットを破棄します。
• このルータとは別に、いくつかのキューが存在するときに、最初に転送するパケットを選択するか、どの数で転送するかを決定します。 これは、QoS(quality of service)パラメータによって実装されます。
• ポリシーベースのルーティングを実行することもルータの機能です。 これは、ルーティングテーブルで定義されているすべてのルールとルートをバイパスし、新しいルールセットを作成して、即時または優先度でデータパケットを転送することによって行われます。 これは要件に基づいて行われます。
• ルータ内でさまざまなタスクを実行することにより、CPU使用率は非常に高くなります。 そのため、その機能のいくつかは、特定用途向け集積回路（ASIC）によって実行されます。
• イーサネットおよびSTMポートは、物理的な接続のために光ファイバケーブルまたは他の伝送媒体を接続するために使用されます。
• ADSLポートは、それぞれCAT5またはCAT6ケーブルを使用してISPにルータを接続するために使用されます。

ルータのアプリケーション

• ルータは、通信サービスプロバイダーのビルディングブロックです。 それらは遠隔地ネットワークにMGW、BSC、SGSN、および他のサーバーのような中心ハードウェア装置を接続するために使用されます。 従って移動式操作の背骨として働きます。
• ルータは、NOCセンターと呼ぶことができる組織の運用保守センターを展開する際に使用されます。 すべての遠端装置はまたメインリンクおよび保護リンク地勢学の作動によって重複を提供するルーターで光ケーブル上の中央位置と接続されます。
• は、有線および無線の両方の通信に使用される接続に高帯域幅のSTMリンクを使用するため、高速なデータ伝送速度をサポートします。
• ソフトウェアテスターはwan通信にもルーターを使用しています。 ソフトウェア組織のマネージャーがデリーに位置し、その幹部がバンガロールやチェンナイのような他の様々な場所に位置しているとします。 その後、幹部は、wanアーキテクチャを使用してルータに自分のPCのを接続することにより、ルータを介して自分のマネージャとのソフトウェアツールや他のア
• 現代のルータには、ハードウェア内にUSBポートが内蔵されている機能があります。 彼らは十分な記憶容量を持つ内部メモリを持っています。 外部記憶装置は、データの保存と共有のためのルータと組み合わせて使用することができます。
• ルータにはアクセス制限の機能があります。 管理者は、いくつかのクライアントまたは人だけがルータ全体のデータにアクセスできるようにルータを設定し、他の人は参照するために定義されたデー
• これとは別に、ルータは、所有者または管理者がソフトウェア部分で変更、追加、または削除機能を実行する権利を持つ一方で、他の人は表示権のみを持 これにより、非常に安全になり、データの機密性が最も重要な懸念事項である軍事作戦や金融会社で使用できます。
• 無線ネットワークでは、ルーターでVPNを設定することにより、インターネット、ハードウェアリソース、ビデオ、データ、音声を遠く離れて共有できるクライアントサーバモデ 例を下の図に示します。

• ルータは、webページ、音声、画像またはビデオファイルとして、電子メールの形でソースから宛先にデータを送信するために、インターネットサービスプロバイダによ データは、宛先がIPアドレスを持つ必要があることを提供する世界のどこにでも送信することができます。

結論

このチュートリアルでは、ルータのさまざまな機能、種類、動作、およびアプリケーションについて深く検討しました。 また、送信元ネットワークから宛先ネットワークへのデータパケットのルーティングに最適なパスを見つけるために、ルータが使用するいくつかの種類のルーテ

さらに読む=>ルータのファームウェアを更新する方法

ルータのさまざまな側面をすべて分析することにより、ルータが現代の通信システムにおいて非常に重要な役割を果たしているという事実を実現しました。 小規模なホームネットワークからWANネットワークまで、ほぼすべての場所で広く使用されています。

ルータを使用すると、データ、音声、ビデオ、または画像の形式であるかどうかにかかわらず、長距離通信は、より信頼性が高く、高速で、安全で費用対効果が高

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