ルータルーティングの仕組み

Question

今TCP/IP関連でルーティングについて勉強しています。
初歩の初歩の超初歩レベルです。

それで疑問に思ったのがどのようにルーティングしているかということです。
インターネットは世界中にネットワークが広がっているわけですから、そこから特定のIPアドレスを探すというのはとんでもなく大変そうです。
例えば、地球の裏側であるブラジルのマイナーなホームページのIPアドレスなんて、日本のルータのルーティングテーブルに登録されているとは思えません。
とすれば、どのようにして、そのホームページのIPアドレス先までたどり着くのでしょうか？
解説サイトなどをみるとルーティングはバケツリレーのようなものだと例えられていますが、地球上のどこにあるか分からないIPアドレスにたどり着くには、天文学的なバケツリレーの数になり、通信速度の激しい低下やネットワーク資源がパンクしそうに思えます。
しかし、実際にはブラジルのホームページでも何でも一瞬で表示され、インターネットもその程度ではパンクしません。
何故でしょう？

また、一般的（？？？）なルータにはルーティングテーブルのリストがどのくらいの数登録されているのでしょうか。

以上、超初心者なのでとんちんかんな質問かもしれませんが、よろしくお願いします。

janis999 · Accepted Answer

Jyuzouさん、こんにちは。
いくつか質問をいただきましたので、簡単ですが回答させていただきます。

「ＩＰアドレスの固まり」というのはおっしゃるとおり、ネットワークアドレス部の事です。

１７万経路というのは、ＩＰアドレスの固まりが１７万あるという事です。あくまでインターネット上で現在有効なものがです。
この固まりを細かい固まりに分割して企業や団体などに割り当てられています。

ＩＳＰなどが持つ、フルルート（現在のインターネット上にある全てのＩＰアドレスの固まり）を受け取っているルータで約１７万経路を保持しているということです。ですから、どのＩＳＰにあるフルルートを受け取っているルーターは全て１７万の経路情報を持っているということになります。

簡単ではございますが、回答とさせていただきます。

kuma-ku · Answer

こんばんは
> 地球の裏側であるブラジルのマイナーなホームページのIPアドレスなんて、
> 日本のルータのルーティングテーブルに登録されているとは思えません。

確かに細かい[aaa.bbb.ccc.ddd]と言った、ホストアドレスまでは、
日本のルータがRouting 情報として持っていません。

しかし、[aaa.bbb.ccc.0/24]や[aaa.bbb.0.0/16]、[aaa.0.0.0/8]と言った、
大きなネットワークの塊が、どのISP の先に繋がっているかを知っています。

言い換えれば、Internet 上のすべてのルート情報(フルルート)を持っているため、
世界中のInternet に繋がっているパブリックなネットワークにルーティングできるようになっています。

家庭で使用しているような、ブロードバンドルータの場合、
LAN のNW 以外はISP のルータにルーティングするDefault Route で通信を行うため、
数十程度のルート情報を記憶できれば十分です。
また、一般的な企業で使用されるようなInternet ルータの場合でも、
自社内のルート情報を扱うクラスや帯域などで選定され、
Internet にはDefault Route を利用します。

しかし、ISP のコア～IX で使用されているクラスのルータは、
世界中のルート情報を扱えるよう、
数十万～数百万クラスのルート情報を格納できるようなルータが利用されています。
ただ、ルート情報は経路集約されており、ある程度最適化されています。

この結果、可能な限り最短距離を選択し、目的のNW に到達できるようになっており、
地球の裏側でもおおよそ20hop 程度で通信が行われます。

最後に勉強される際に、ぜひ訪れて欲しいページをいくつか紹介しておきます。
http://www.atmarkit.co.jp/fnetwork/index/index_router.html
http://www5e.biglobe.ne.jp/~aji/3min/index.html
http://www.atmarkit.co.jp/fnetwork/rensai/iprt01/iprt01.html

以下のページは少し難しいですが、大規模なルーティングを学ぶには最適だと思います。
http://www5e.biglobe.ne.jp/~aji/30min/index.html
http://www.nic.ad.jp/ja/materials/iw/2005/proceedings/index.html
”ISPバックボーンネットワークにおける経路制御設計”
http://www.nic.ad.jp/ja/materials/iw/2002/proceeding/
”ISPバックボーンネットワークにおける経路制御設計・その理論と実践”

頑張ってください。

mii-japan · Answer

少し正確性を欠きますが、判りやすく説明します

同一サブネットに属しているルータが複数あります

ひとつのルータは複数のサブネットに接続されています

ですから、ひとつのあるひとつのルータから見て、同一サブネットに属しているルータは複数あります（当然そのサブネットはひとつではありません）
そこで、ルータ同士が情報を交換します（交換しないで固定で設定する場合もあります）

Aルータのサブネット1にB,Cルータ、サブネット2にDルータ、サブネット3にE,F,Gルータと言うように接続されています

そうして、Aルータは　サブネット11への接続は　Cルータ、サブネット21への接続はFルータ　と言うような情報を入手するか設定されています

この時に、どこへ送れば良いか判らないものは特定のルータに送れという設定がなされます、これがデフォルトゲートウェイです（これも情報交換で設定される場合と固定的に設定される場合があります）

どこへ送ればよいか判っている宛先へ送る場合そのルータへ、送り先が不明の場合はデフォルトゲートウェイへ送ります

受け取ったルータが宛先が判っていればそこへ、判らなければ、そのルータのデフォルトゲートウェイへ送ります

このように次々に手渡し式に送っていくとどこかで宛先を知っているルータに巡り合えて、相手へ届けられます

これがうまく行かないでぐるぐる回りすることも考えられるので、手渡し何回で相手が見つからなかったら廃棄しろと言うことも決められています

janis999 · Answer

jyuzouさん、こんにちは！

まずインターネットというネットワークですが、これはＩＳＰ（プロバイダー）同士が様々な形で接続されている巨大なネットワークのことをいいます。

次にＩＰアドレスですが、全世界のＩＰアドレスを一元管理しているところがあり、各ＩＳＰは必要な数のＩＰアドレスを申請して、割り振りをもらいます。
ＩＳＰには何万ものユーザーがいるので、もらうＩＰアドレスの数も何万にもなります。
その何万ものＩＰアドレスをもらう際には、ここからここまでのＩＰアドレスの範囲、という形でもらいます。要は固まりでもらうということです。

各ＩＳＰには複数のルーターが設置されていて、自分達がもらったＩＰアドレスの固まりを自分が持っているよ！と隣のルータに伝えます。
こうやって、隣に隣にと伝え続けることにより、インターネットに接続している全てのルーター（ＩＳＰとして使っているルーターのことです）が全てのＩＰアドレスの固まりを知ることになります。
現在のインターネット上にはＩＰアドレスの固まりが１７万くらいあります。
実際にインターネットする際には、ルーターにパケットが飛んできたら、ルーティングテーブルの中から行き先を見て、一番近い出口からパケットを出します。
そしてもらった隣のルーターも同じように処理して最後につながるのです。これがバケツリレーってことです。
こんな回答でよろしいでしょうか？

ルータ ルーティングの仕組み

Jyuzouさん、こんにちは。

こんばんは

少し正確性を欠きますが、判りやすく説明します

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