デフォルトゲートウェイ

デフォルト ゲートウェイは、インターネット プロトコル スイートを使用するコンピュータ ネットワーク内のノードであり、パケットの 宛先IP アドレスに一致する他のルート指定がない場合に、他のネットワークへの転送ホスト (ルーター) として機能します。

ゲートウェイは、別のネットワークへのアクセス ポイントとして機能するネットワーク ノードであり、多くの場合、アドレスの変更だけでなく、異なるネットワーク テクノロジも伴います。より狭義に定義すると、ルーターは、異なるネットワーク プレフィックスを持つネットワーク間でパケットを転送するだけです。各コンピューターのネットワーク ソフトウェア スタックには、送信に使用するインターフェイスと、特定のアドレス セットへの転送を担当するネットワーク上のルーターを指定するルーティング テーブルが含まれています。これらの転送ルールのいずれもが特定の宛先アドレスに適していない場合、デフォルト ゲートウェイが最後の手段としてルーターとして選択されます。デフォルト ゲートウェイは、routeコマンドで指定して、ノードのルーティング テーブルとデフォルト ルートを構成できます。

家庭や小規模オフィスの環境では、デフォルト ゲートウェイは、 DSL ルーターやケーブル ルーターなど、ローカル ネットワークをインターネットに接続するデバイスです。これは、すべてのネットワーク デバイスのデフォルト ゲートウェイとして機能します。

エンタープライズ ネットワーク システムでは、多数の内部ネットワーク セグメントが必要になる場合があります。たとえば、パブリック インターネット上のホストと通信するデバイスは、そのネットワーク セグメントのデフォルト ゲートウェイにパケットを転送します。このルータには、パブリック ネットワークに 1 ホップ近い隣接ネットワーク上のデバイスへのデフォルト ルートも設定されています。

次の例は、6 台のホストと 1 台のルーターで構成されるオフィス ネットワークで使用される可能性のある IP アドレスを示しています。6 台のホストのアドレスは次のとおりです。

• 192.168.4.3
• 192.168.4.4
• 192.168.4.5
• 192.168.4.6
• 192.168.4.7
• 192.168.4.8

ルーターの内部アドレスは次のとおりです。

• 192.168.4.1

ネットワークのサブネット マスクは次のとおりです。

• 255.255.255.0 ( CIDR表記では /24)

ホストに割り当てられるアドレス範囲は 192.168.4.1 から 192.168.4.254 です。TCP/IP は、アドレス 192.168.4.0 (ネットワーク ID アドレス) と 192.168.4.255 (ブロードキャスト IP アドレス) を定義します。

オフィスのホストは、アドレス解決プロトコル(ARP) シーケンスを使用して宛先 IP アドレスをMAC アドレスに解決し、IP パケットを宛先ホスト宛ての MAC フレームにカプセル化することで、この範囲内のアドレスにパケットを直接送信します。

この範囲外のアドレス (この例では 192.168.12.3) のパケットは、直接宛先まで移動できません。代わりに、最終的な宛先までさらにルーティングするために、デフォルト ゲートウェイに送信する必要があります。この例では、デフォルト ゲートウェイは IP アドレス 192.168.4.1 を使用します。これは、通常の方法で ARP によって MAC アドレスに解決されます。宛先 IP アドレスは 192.168.12.3 のままですが、次ホップ MAC アドレスは最終的な宛先ではなく、ゲートウェイのアドレスになります。

別の例では、3 台のルータと 3 台のホストを持つネットワークが Router1 を介してインターネットに接続されています。ホストのアドレスは次のとおりです。

• PC1 10.1.1.100、デフォルトゲートウェイ 10.1.1.1
• PC2 172.16.1.100、デフォルトゲートウェイ 172.16.1.1
• PC3 192.168.1.100、デフォルトゲートウェイ 192.168.1.96

ルータ1:

• インターフェース 1 5.5.5.2 (パブリック IP )
• インターフェース2 10.1.1.1

ルータ2:

• インターフェース1 10.1.1.2
• インターフェース2 172.16.1.1

ルータ3:

• インターフェース1 10.1.1.3
• インターフェース2 192.168.1.96

すべてのネットワークのネットワーク マスク: 255.255.255.0 ( CIDR表記では /24 )。ルータがルーティング プロトコルを使用して各ルータが接続されているネットワークを検出しない場合は、各ルータのルーティング テーブルを設定する必要があります。

ルータ1

ルータ2

ルータ3

ルータ 2 は接続されているネットワークとデフォルト ゲートウェイを管理します。ルータ 3 も同様に管理します。ルータ 1 は内部ネットワーク内のすべてのルートを管理します。

内部リソースへのアクセス

PC2 (172.16.1.100) が PC3 (192.168.1.100) にアクセスする必要がある場合、PC2 には 192.168.1.100 へのルートがないため、PC3 へのパケットをデフォルト ゲートウェイ (ルータ 2) に送信します。ルータ 2 にも PC3 へのルートがないため、パケットをデフォルト ゲートウェイ (ルータ 1) に転送します。ルータ 1 にはこのネットワーク (192.168.1.0/24) へのルートがあるため、ルータ 1 はパケットをルータ 3 に転送し、ルータ 3 はパケットを PC3 に配信します。応答パケットは逆のパスをたどって PC2 に戻ります。

外部リソースへのアクセス

いずれかのコンピュータがインターネット上のウェブページ（https://en.wikipedia.org/ など）にアクセスしようとすると、宛先は最初にDNS解決を使用して IP アドレスに解決されます。IP アドレスは 91.198.174.2 のようになります。この例では、内部ルータのいずれもそのホストへのルートを知らないため、ルータ 1 のゲートウェイまたはデフォルトルートを介してパケットを転送します。^[1]パケットが宛先に向かう途中にあるすべてのルータは、パケットの宛先 IP アドレスが既知のネットワーク ルートのいずれかと一致するかどうかを確認します。一致するものを見つけた場合、ルータはそのルートを介してパケットを転送します。一致しない場合は、パケットをルータ自身のデフォルト ゲートウェイに送信します。途中で遭遇した各ルータは、パケット ID と送信元を保存し、応答パケットを送信者に返すことができるようにします。パケットには送信元と宛先が含まれますが、すべてのルータ ホップが含まれるわけではありません。最後に、パケットはルータ 1 に戻り、一致するパケット ID をチェックして、それに応じてルータ 2 またはルータ 3 経由でルーティングするか、または直接 PC1 (ルータ 1 と同じネットワーク セグメントに接続されている) にルーティングします。

パケットが返ってこない

router1 のルーティング テーブルに 192.168.1.0/24 へのルートがなく、PC3 が自身のネットワーク外のリソースにアクセスしようとすると、応答が router1 にフィードバックされるまで発信ルーティングは機能します。ルートは router1 には不明なので、router1 のデフォルト ゲートウェイに送られ、router3 には届きません。リソースのログでは要求がトレースされますが、要求元は情報を取得できません。パケットは、ルータを通過するときにTTL値が 1 未満に減少したために消滅するか、ルータがパケットにプライベート IP があると判断して破棄します。これは、Microsoft WindowsユーティリティPathPingまたはUnix 系オペレーティング システム上のMTR を使用して検出できます。ルートがない、またはルートが間違っているルータでは ping が停止するためです (一部のルータは ping に応答しないことに注意してください)。

さまざまなユーティリティソフトウェアでデフォルトゲートウェイを表示できます。Windowsでは、^[2]ipconfigが使用され、Unixシステムでは、または^[3]が使用されます。Linuxでは、が に置き換えられました。^{[4] [5]}ifconfignetstatnetstatiproute2

• Linux ドキュメンテーション プロジェクト