LAN 内のコンピュータが相互に通信する方法 (イーサネット/MAC アドレス/NAT などすべて) はわかっていますが、インターネット ルータはどのように通信するのでしょうか。ルータは、何らかの巨大な LAN に接続されているのでしょうか。パケットの配信には、どのようなプロトコルが使用されているのでしょうか (例: IP パケットや BGP パケット)。
答え1
ルータは、いわばメッシュを形成します。各ルータは複数のルータに接続されており (LAN 上の場合もありますが、通常は直接接続で、海底ケーブルや T キャリア、ファイバー リンクなどの長距離接続になることもあります)、各ルータはどのルータに接続されているかを認識しています。各ルータには通常、他のルータへのリンクごとに 1 つずつ、多数の IP アドレスがあります。
ルータは通常、ルーティング プロトコルを実行して、近隣ルータ (直接接続されているルータ) が何に接続されているかを検出します。これらのプロトコルには、IS-IS、BGP、EIGRP、RIP、OSPF などがあります。ルータはこれを静的に追跡することもできます。ルーティング プロトコルは、変更 (意図的または障害による) が発生した場合にネットワーク管理者がルーティング テーブルの管理を自動化できるようにする労力節約デバイスです。したがって、各ルータは複数のルータに接続されており、何がどこにあるかを大まかに把握しています。この情報は、インターネットを介してフィルタリングできます。ルータは近隣ルータの近隣ルータについても互いに通知するため、あらゆる方向 (おおよそ) に到達可能なすべてのもののビューを構築できます。ルータは、物事の距離 (間に何台のルータがあるか、およびパスの速度はどの程度か) も追跡し、パケットを効率的に宛先に届けられるようにします。
一部のルーター (LAN ゲートウェイや ISP のルーターなど) には、ゲートウェイとなる LAN と、通常はインターネットの残りの部分への 1 つのデフォルト ルート (IPv4 ネットワークでは 0.0.0.0/0、つまり「デフォルト」ルート) の 2 つのルートしかありません。そのため、LAN に向かうパケットは一方向 (LAN インターフェイスから) に送られ、他の場所に向かうパケットは別の方向 (WAN インターフェイスから) に送られることを認識しています。
両側にさらに多くのリンクとネットワークを持つ他のルーターは、この概念をいくらか拡張します。これらのルーターは、複数の方向のそれぞれにプレフィックス (正式には IP アドレスのネットワーク番号部分) が何であるかを認識し、そのルートに沿ってパケットを送信します (これがルーターの名前の由来です)。ルーターは、このようにして、パケットが宛先に到達するまで相互にパケットを中継します。これが不可能な場合は、パケットをドロップしてドロップされたことを示すメカニズムがいくつかあります。
つまり、パケットは、インターネットがどのインターフェイス上にあるかを認識し、そのインターフェイスを経由して送信する LAN ルーターから ISP に届きます。各ルーターは宛先アドレスを確認し、どのネットワークに属しているかを判断し、ルーティング テーブルに従ってどの方向に進むかを決定します。特定の番号で始まるアドレスが他の ISP の「方向」にあることを認識し、その方向に送信します (これを行うために各ホップでレイヤー 2 情報が変更されるため、たとえば MAC アドレスは各ホップで変更されます)。最終的に、パケットは、到達しようとしているホストと同じネットワーク上のルーターに到達し、その宛先に到達します。
これらのリレー ステップはそれぞれホップと呼ばれます。tracerouteユーティリティ ( tracertWindows の場合) を使用してこの動作を確認できますが、ICMP フィルタリングが広く普及しているため、すべてのホップが表示されない場合があります。
答え2
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答え3
はい、BGP は AS 間でルーティング情報を交換するために使用されます。これにより、インターネット上でのルーティングが成功します。これは TCP (および当然 IP) を使用して行われます。次に、AS 内で IGRP と OSPF が使用されます。
答え4
プロトコルは TCP/IP で、LAN ではなく WAN 接続を介して接続されます。ルーティング プロトコルは、ルータが話す「言語」にすぎません。基本的なネットワークでは、ルータが相互に理解できるように同じルーティング プロトコルを構成します。これらのルーティング プロトコルは、内部ゲートウェイ プロトコルと呼ばれます。インターネットで使用される「言語」は BGP と呼ばれ、これは外部ゲートウェイ プロトコルと呼ばれます。