ルーティング プロトコルの種類 – 究極のガイド

ルーティングは、管理者が知っておく必要があるネットワークの最も基本的な領域の 1 つです。ルーティング プロトコルは、データが宛先に到達する方法を決定し、ルーティング プロセスを可能な限りスムーズにするのに役立ちます。ただし、ルーティング プロトコルには非常に多くの種類があるため、すべてを追跡するのは非常に困難です。

コンテンツ [ 隠れる 】

• ディスタンス ベクターおよびリンク ステート プロトコル
• リンクステートルーティングプロトコル
• IGP と EGP
• ルーティングプロトコルの種類
• クラスフルおよびクラスレスルーティングプロトコル
• 動的ルーティングプロトコル
• ルーティングプロトコルとメトリック
• 管理上の距離
• 結びの言葉
• ルーティングプロトコルに関するよくある質問

ルーターのプロトコルには次のものがあります。

• ルーティング情報プロトコル (RIP)
• 内部ゲートウェイ プロトコル (IGRP)
• オープン最短パスファースト (OSPF)
• 外部ゲートウェイ プロトコル (EGP)
• 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)
• ボーダー ゲートウェイ プロトコル (BGP)
• 中間システム間システム (IS-IS)

ルーティング プロトコル自体について説明する前に、プロトコルのカテゴリに注目することが重要です。

すべてのルーティング プロトコルは次のように分類できます。

• ディスタンス ベクターまたはリンク ステート プロトコル
• 内部ゲートウェイ プロトコル (IGP) または外部ゲートウェイ プロトコル (EGP)
• クラスフルまたはクラスレスプロトコル

ディスタンス ベクターおよびリンク ステート プロトコル

ディスタンス ベクター ルーティング プロトコルは、 距離を使用してパケットの最適なルーティング パスを計算します。 ネットワーク内で。

これらのプロトコルは、データが宛先に到達するために通過する必要があるホップ数に基づいて距離を測定します。ホップ数は基本的に、宛先に到達するために必要なルーターの数です。

一般に、ディスタンス ベクター プロトコルは、情報が満載されたルーティング テーブルを隣接するデバイスに送信します。このアプローチでは、管理をあまり必要とせずに導入できるため、管理者にとっては投資が少なくなります。唯一の問題は、ルーティング テーブルで送信するためにより多くの帯域幅が必要であり、ルーティング ループが発生する可能性があることです。

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、近くにある他のルーターと情報を共有するという点で、最適なルーティング パスを見つけるために異なるアプローチを採用します。の ルートは目的地までの経路の速度に基づいて計算されます そしてリソースのコスト。

リンク ステート ルーティング プロトコルは、アルゴリズムを使用してこれを解決します。ディスタンス ベクター プロトコルとの主な違いの 1 つは、リンク ステート プロトコルがルーティング テーブルを送信しないことです。代わりに、ルーターはルート変更が検出されたときに相互に通知します。

リンクステートプロトコルを使用するルーターは、3 種類のテーブルを作成します。 隣のテーブル 、 トポロジテーブル 、 そして ルーティングテーブル 。近隣テーブルには、リンク ステート ルーティング プロトコルを使用して近隣ルーターの詳細が格納され、トポロジ テーブルにはネットワーク トポロジ全体が格納され、ルーティング テーブルには最も効率的なルートが格納されます。

IGP と EGP

ルーティング プロトコルは次のように分類することもできます。内部ゲートウェイ プロトコル(GPS） または外部ゲートウェイプロトコル(EGP）。

IPG

GPSは、単一の自律システム (AS) 内の他のルータとルーティング情報を交換するルーティング プロトコルです。 AS は、1 つの企業の制御下にある 1 つのネットワークまたはネットワークの集合として定義されます。したがって、企業 AS は ISP AS から分離されています。

次のそれぞれが IGP として分類されます。

• オープン最短パスファースト (OSPF)
• ルーティング情報プロトコル (RIP)
• 中間システム間 (IS-IS)
• 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)

EGP

一方で、EGPは、異なる自律システム内のルーター間でルーティング情報を転送するために使用されるルーティング プロトコルです。これらのプロトコルはより複雑で、遭遇する可能性が高い EGP プロトコルは BGP だけです。ただし、EGP という名前の EGP プロトコルがあることに注意することが重要です。

EGP の例は次のとおりです。

• ボーダー ゲートウェイ プロトコル (BGP)
• 外部ゲートウェイ プロトコル (EGP)
• ISO の InterDomain Routing Protocol (IDRP)

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のタイムライン

• 1982 – EGP
• 1985 – IGRP
• 1988 – RIPv1
• 1990 – IS-IS
• 1991 – OSPFv2
• 1992 – EIGRP
• 1994 – RIPv2
• 1995 – BGP
• 1997 – RIPng
• 1999 – BGPv6 および OSPFv3
• 2000 – IS-ISv6

ルーティング情報プロトコル (RIP)

ルーティング情報プロトコル (RIP) は、最初に作成されたルーティング プロトコルの 1 つです。 RIP は両方で使用されますローカルエリアネットワーク(LAN) および広域ネットワーク(WAN) のアプリケーション層でも実行されます。 OSIモデル 。 RIP には複数のバージョンがあります。RIPv1そしてRIPv2。元のバージョンまたは RIPv1 は、IP 宛先と経路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によって、ネットワークと対話します。 RIPv2 はこれより少し洗練されており、ルーティング テーブルをマルチキャスト アドレスに送信します。また、RIPv2 は認証を使用してデータの安全性を高め、将来のトラフィック用にサブネット マスクとゲートウェイを選択します。 RIP の主な制限は、最大ホップ数が 15 であるため、大規模なネットワークには適さないことです。

以下も参照してください。 LAN監視ツール

内部ゲートウェイ プロトコル (IGRP)

Interior Gateway Protocol（IGRP）は、Cisco が作成したディスタンス ベクタ ルーティング プロトコルです。 IGRP は、RIP で確立された基盤の上に構築され、大規模な接続されたネットワーク内でより効果的に機能するように設計されています。 15ホップキャップを外した それはRIPに置かれました。 IGRP は、帯域幅、遅延、信頼性、負荷などのメトリックを使用して、ネットワーク内のルートの実行可能性を比較します。ただし、IGRP のデフォルト設定では帯域幅と遅延のみが使用されます。

IGRP は大規模なネットワークに最適です。ブロードキャストは 90 秒ごとに更新され、最大ホップ数は 255 です。。これにより、RIP のようなプロトコルよりも大規模なネットワークを維持できるようになります。 IGRP は、ネットワーク内でルート変更が発生すると自動的に更新されるため、ルーティング ループに強いため、広く使用されています。

オープン最短パスファースト (OSPF)

Open Shortest Path First または OSPF プロトコルは、 最短パスを優先 ( SPF ) アルゴリズム 。 SPF ルーティング アルゴリズムを使用して最短パスのスパニング ツリーを計算し、パケットの効率的なデータ送信を保証します。 OSPF ルーターは、ネットワークの周囲のトポロジに関する詳細情報を記載したデータベースを維持します。このデータベースには、から取得したデータが詰め込まれています。 リンクステートアドバタイズメント (LSA) 他のルータによって送信されます。 LSA は、特定のパスに必要なリソースの数に関する詳細情報を含むパケットです。

OSPF も使用します。 ダイクストラのアルゴリズム トポロジが変更されたときにネットワーク パスを再計算します。このプロトコルは、プロトコルの変更を認証してデータを安全に保つことができるため、比較的安全でもあります。大規模な環境に拡張できるため、多くの組織で使用されています。トポロジの変更は追跡され、以前に使用されていたルートがブロックされている場合、OSPF は侵害されたパケット ルートを再計算できます。

外部ゲートウェイ プロトコル (EGP)

外部ゲートウェイ プロトコル (EGP) は、自律システム内で互いに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。言い換えれば、EGP はルーターが異なるドメイン間で情報を共有するためのフォーラムを提供します。 EGP の最も有名な例はインターネットそのものです。 EGP プロトコルのルーティング テーブルには、既知のルーター、ルート コスト、および隣接デバイスのネットワーク アドレスが含まれています。 EGP は大規模な組織で広く使用されていましたが、その後 BGP に置き換えられました。

このプロトコルが人気がなくなった理由は、マルチパス ネットワーキング環境をサポートしていないためです。 EGP プロトコルは、近くのネットワークと、それらのネットワークに到達するために必要なルーティング パスのデータベースを保持することによって機能します。このルート情報は、接続されているルーターに送信されます。それが到着すると、デバイスはルーティング テーブルを更新し、ネットワーク全体でより多くの情報に基づいたパスの選択を行うことができます。

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)

Enhanced Interior Gateway Routing Protocol（EIGRP）は、次の目的で使用されるディスタンス ベクタ ルーティング プロトコルです。IP、アップルトーク、 そしてネットウェアネットワーク。 EIGRP は、元の IGRP プロトコルを継承するように設計されたシスコ独自のプロトコルです。 EIGRP を使用する場合、ルーターは隣接ルーターのルーティング テーブルから情報を取得して記録します。近隣ルーターにルートが問い合わせられ、変更が発生するとルーターはその変更を近隣ルーターに通知します。これにより、最終的には隣接ルータが近くのデバイスで何が起こっているかを認識できるようになります。

EIGRP には、効率を最大化するための多くの機能が装備されています。信頼性の高いトランスポートプロトコル(RTP）と更新アルゴリズムの拡散(デュアル）。ルートが再計算されてコンバージェンス プロセスが高速化されるため、パケット送信がより効率的になります。

ボーダー ゲートウェイ プロトコル (BGP)

ボーダー ゲートウェイ プロトコルまたは BGP は、ディスタンス パス ベクター プロトコルとして分類されるインターネットのルーティング プロトコルです。以前の BGP EGP を置き換えるように設計 ルーティングへの分散アプローチを使用します。 BGP ベスト パス選択アルゴリズムは、データ パケット転送に最適なルートを選択するために使用されます。カスタム設定がない場合、BGP は宛先までの最短パスを持つルートを選択します。

ただし、多くの管理者は、ニーズに合わせてルーティングの決定を基準に変更することを選択しています。 最適なルーティング パス選択アルゴリズムは、BGP コスト コミュニティ属性を変更することでカスタマイズできます。 。 BGP は、重み、ローカル優先順位、ローカル生成、A​​S_Path 長さ、発信元タイプ、マルチ出口識別子、eBGP over iBGP、IGP メトリック、ルーター ID、クラスター リスト、近隣 IP アドレスなどの要素に基づいてルーティングの決定を行うことができます。

BGP は、何かが変更された場合にのみ、更新されたルーター テーブル データを送信します。その結果、トポロジ変更の自動検出は行われないため、ユーザーは BGP を手動で構成する必要があります。セキュリティの面では、BGP プロトコルを認証できるため、承認されたルーターのみが相互にデータを交換できます。

中間システム間システム (IS-IS)

Intermediate System-to-Intermediate System (IS-IS) は、インターネット上で IP ルーティング情報を送信するために使用される、リンクステートの IP ルーティング プロトコルおよび IGPP プロトコルです。 IS-IS はダイクストラ アルゴリズムの修正バージョンを使用します 。 IS-IS ネットワークは、エンド システム (ユーザー デバイス)、中間システム (ルーター)、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 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構成します。エリア内のルータはレイヤ 1 に配置され、セグメント間を接続するルータはレイヤ 2 に分類されます。IS-IS で使用されるネットワーク アドレスには 2 種類があります。 ネットワークサービスアクセスポイント ( NSAP ） そして ネットワークエンティティのタイトル ( ネット ）。

クラスフルおよびクラスレスルーティングプロトコル

ルーティング プロトコルは、クラスフル ルーティング プロトコルとクラスレス ルーティング プロトコルに分類することもできます。これら 2 つの違いは、ルーティングの更新をどのように実行するかによって決まります。これら 2 つのルーティング形式間の議論は、クラスフル ルーティングとクラスレス ルーティングと呼ばれることがよくあります。

クラスフル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、ルーティングの更新中にサブネット マスク情報を送信しませんが、クラスレス ルーティング プロトコルは送信します。RIPv1そしてIGRPクラスフルなプロトコルとみなされます。これら 2 つは、ルーティング更新にサブネット マスク情報を含まないため、クラスフル プロトコルです。クラスフル ルーティング プロトコルは、クラスレス ルーティング プロトコルによって時代遅れになりました。

クラスレスルーティングプロトコル

前述したように、クラスフル ルーティング プロトコルはクラスレス ルーティング プロトコルに置き換えられました。クラスレスルーティングプロトコルルーティング更新中に IP サブネット マスク情報を送信する。 RIPv2、EIGRP、OSPF、および IS-IS はすべて、アップデート内にサブネット マスク情報を含むクラス ルーティング プロトコルのタイプです。

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、最新のエンタープライズ グレードのネットワークにとって重要な別のタイプのルーティング プロトコルです。動的ルーティングプロトコルルーターが、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できるようにします。。これらのプロトコルを使用すると、ルーターは、ネットワークのトポロジ構造が変更されるたびにトポロジの更新を送信します。これは、ユーザーがネットワーク パスを最新の状態に保つことを心配する必要がないことを意味します。

動的ルーティング プロトコルの主な利点の 1 つは、構成を管理する必要性が軽減されることです。欠点は、継続的に実行し続けるために CPU や帯域幅などのリソースを割り当てるコストがかかることです。 OSPF、EIGRP、RIP は動的ルーティング プロトコルとみなされます。

ルーティングプロトコルとメトリック

どのタイプのルーティング プロトコルが使用されているかに関係なく、どのルートを選択するのが最適かを測定するために使用される明確なメトリックが存在します。ルーティング プロトコルは宛先ネットワークへの複数のパスを識別できますが、どれが最も効率的かを判断する機能が必要です。メトリックを使用すると、プロトコルは、ネットワークに最適なサービスを提供するためにどのルーティング パスを選択する必要があるかを判断できます。

考慮すべき最も単純な指標はホップ数です。 RIP プロトコルは、ホップ カウントを使用して、データ パケットが宛先に到達するまでにかかる距離を測定します。パケットが通過しなければならないホップが多いほど、パケットはより遠くまで到達する必要があります。したがって、RIP プロトコルは、可能な限りホップを最小限に抑えながらルートを選択することを目的としています。 IP ルーティング プロトコルでは、ホップ数以外にも多くのメトリックが使用されます。使用されるメトリクスは次のとおりです。

• ホップ数 – パケットが通過する必要があるルーターの数を測定します。
• 帯域幅– 最も高い帯域幅を持つルーティング パスに基づいてルーティング パスを選択します
• 遅れ– 最も時間がかかるものに基づいてルーティング パスを選択します
• 信頼性– エラー数と以前の障害に基づいて、ネットワーク リンクに障害が発生する可能性を評価します。
• 料金– 管理者または IOS によって設定された値。1 つのメトリックまたはメトリックの範囲に基づいてルートのコストを測定するために使用されます。
• 負荷– 接続されたリンクのトラフィック使用率に基づいてルーティング パスを選択します

プロトコルタイプ別のメトリクス

管理上の距離

管理距離は、ルーター内の最も重要な機能の 1 つです。管理的とは、利用可能な接続経路が複数ある場合に、どの経路を使用するかを優先するための数値を表す用語です。 1 つ以上のルートが見つかった場合、アドミニストレーティブ ディスタンスが低いルーティング プロトコルがルートとして選択されます。デフォルトのアドミニストレーティブ ディスタンスがありますが、管理者が独自に設定することもできます。

アドミニストレーティブ ディスタンスの数値が小さいほど、ルータはルートをより信頼します。数値がゼロに近いほど良好です。ルーティング プロトコルは、主に接続されたデバイスの信頼性を評価する方法としてアドミニストレーティブ ディスタンスを使用します。サブコンフィギュレーション モード内のディスタンス プロセスを使用して、プロトコルのアドミニストレーティブ ディスタンスを変更できます。

結びの言葉

ご覧のとおり、ルーティング プロトコルはさまざまな方法で定義および考えることができます。重要なのは、ルーティング プロトコルをディスタンス ベクターまたはリンク ステート プロトコル、IGP または EGP プロトコル、クラスフル プロトコルまたはクラスレス プロトコルとして考えることです。これらは、RIP、IGRP、OSPF、BGP などの一般的なルーティング プロトコルが該当する包括的なカテゴリです。

もちろん、これらすべてのカテゴリ内で、ホップ数、遅延、またはその他の要因に基づいて、最適なルーティング パスを測定する方法については、各プロトコルに独自のニュアンスがあります。日々のネットワーキング中にこれらのプロトコルについてできる限りのことを学習しておくことは、試験と実際の環境の両方で非常に役立ちます。

ルーティングプロトコルに関するよくある質問

ルーティング プロトコルでは、ベルマン フォード アルゴリズムとダイクストラ アルゴリズムの動作はどのように異なりますか?

Bellman-Ford アルゴリズムと Dijkstra アルゴリズムには両方とも、リンクを横断するコスト (距離) の計算が含まれています。これらの方法論の主な違いは、ベルマン・フォードのコスト計算はプラスにもマイナスにもなり得るのに対し、ダイクストラはプラスにしか作用しないことです。その他の違いは、Bellman-Ford は隣接デバイスにのみ通知しますが、非隣接デバイスへのコストの計算を含むのに対し、ダイクストラはすべてのデバイスにブロードキャストしますが、隣接デバイスへのコストの観点からその計算をフレーム化するだけであることです。

転送とルーティングの違いは何ですか?

転送は、スイッチなどのネットワーク デバイスの内部プロセスです。デバイスが、あるインターフェイスで受信したデータを別のインターフェイスを介して転送することだけを必要とします。ルーティングでは、受信データをどのインターフェイスに転送するかを決定する前に、宛先へのパスを計算します。

OSPF よりも BGP が優先されるのはなぜですか?

BGP は、デバイスの作成者と所有者に OSPF よりも高い柔軟性とより多くの制御を提供します。 BGP プロセスには、どのルートをアドバタイズする必要があるか、およびどの通知がデバイスによって受け入れられるかに関するオプションが含まれています。ルート選択をより詳細に制御できます。これにより、特定のリンクでの過負荷を回避するための柔軟性が向上し、OSPF が最速のルートを提供すると自動的に想定されます。

以下も参照してください。 Traceroute および Tracert 用のツール