ルーティングテーブル

コンピュータ ネットワークでは、ルーティング テーブル、またはルーティング情報ベース( RIB ) は、ルータまたはネットワーク ホストに保存されるデータ テーブルであり、特定のネットワーク宛先へのルート、および場合によってはそれらのルートに関連付けられたメトリック(距離) を一覧表示します。ルーティング テーブルには、その周囲のネットワークのトポロジに関する情報が含まれています。

ルーティング テーブルの構築は、ルーティング プロトコルの主な目的です。静的ルートは、ルーティング プロトコルやネットワーク トポロジ検出手順の結果ではなく、固定されたエントリです。

ルーティング テーブルは、パッケージ配送における配布マップに似ています。ノードがネットワーク上の別のノードにデータを送信する必要がある場合は、まず送信先を知っておく必要があります。ノードが宛先ノードに直接接続できない場合は、宛先ノードへのルートに沿って他のノードを経由してデータを送信する必要があります。各ノードは、さまざまなデータ パッケージをどの方法で配信するかを追跡する必要があり、そのためにルーティング テーブルを使用します。ルーティング テーブルは、マップのようにパスを追跡し、これを使用してトラフィックを転送する方向を決定するデータベースです。ルーティング テーブルは、直接接続されたネットワークとリモート ネットワークに関するルート情報を格納するために使用される RAM 内のデータ ファイルです。ノードは、ルーティング テーブルの内容を他のノードと共有することもできます。

ルーターの主な機能は、パケットをその宛先ネットワーク (パケットの宛先 IP アドレス) に転送することです。これを行うには、ルーターはルーティング テーブルに保存されているルーティング情報を検索する必要があります。ルーティング テーブルには、ネットワーク/ネクスト ホップの関連付けが含まれています。これらの関連付けにより、ルーターは、最終宛先への途中にあるネクスト ホップを表す特定のルーターにパケットを送信することで、特定の宛先に最適に到達できることが分かります。ネクスト ホップの関連付けは、最終宛先への発信インターフェイスまたは出口インターフェイスである場合もあります。

ホップバイホップルーティングでは、各ルーティングテーブルには、到達可能なすべての宛先について、その宛先までのパス上の次のデバイスのアドレス（次ホップ）がリストされます。ルーティングテーブルが一貫していると仮定すると、パケットを宛先の次ホップに中継する単純なアルゴリズムで、ネットワーク内のどこにでもデータを配信できます。ホップバイホップは、IPインターネット層^[1]とOSIネットワーク層の基本的な特性です。

ルータ インターフェイスが IP アドレスとサブネット マスクを使用して設定されている場合、インターフェイスは接続されたネットワーク上のホストになります。直接接続されたネットワークとは、ルータ インターフェイスの 1 つに直接接続されたネットワークです。インターフェイスのネットワーク アドレスとサブネット マスクは、インターフェイスの種類と番号とともに、直接接続されたネットワークとしてルーティング テーブルに入力されます。

リモート ネットワークとは、パケットを別のルータに送信することによってのみ到達できるネットワークです。リモート ネットワークへのルーティング テーブル エントリは、動的または静的のいずれかです。動的ルートは、動的ルーティング プロトコルを通じてルータによって自動的に学習されたリモート ネットワークへのルートです。静的ルートは、ネットワーク管理者が手動で設定したルートです。

ルーティング テーブルは、ユニキャスト リバース パス フォワーディング(uRPF)などの特定のセキュリティ操作の重要な側面でもあります。 ^{[2]この手法にはいくつかのバリエーションがありますが、ルータはルーティング テーブルでパケットの}送信元アドレスも検索します。送信元アドレスに戻るルートが存在しない場合は、パケットは不正な形式であるか、ネットワーク攻撃に関係していると見なされ、破棄されます。

限られたストレージ スペースを使用して多数のデバイスへのルートを記録する必要があることは、ルーティング テーブルの構築における大きな課題です。インターネットで現在主流となっているアドレス集約テクノロジは、クラスレス インタードメイン ルーティング(CIDR) と呼ばれるビット単位のプレフィックス マッチング スキームです。スーパーネットワークを使用して、ルーティング テーブルのサイズを制御することもできます。

ルーティング テーブルは、少なくとも 3 つの情報フィールドで構成されます。

1. ネットワーク識別子: 宛先サブネットとネットマスク
2. メトリック:パケットが送信されるパスのルーティング メトリック。ルートは、メトリックが最も低いゲートウェイの方向に進みます。
3. ネクストホップ: ネクストホップ、またはゲートウェイは、パケットが最終目的地に向かう途中で送信される次のステーションのアドレスです。

アプリケーションと実装に応じて、パス選択を絞り込む追加の値も含めることができます。

1. ルートに関連付けられたサービス品質。たとえば、U フラグは IP ルートが稼働していることを示します。
2. フィルタリング基準:ルートに関連付けられたアクセス制御リスト
3. インターフェース: 最初のイーサネット カードの場合は eth0、2 番目のイーサネット カードの場合は eth1 など。

以下に、ホームルーター経由でインターネットに接続されたコンピューター上で上記の表がどのように表示されるかの例を示します。

• 前述のように、ネットワーク宛先とネットマスクの列は一緒にネットワーク識別子を表します。たとえば、宛先192.168.0.0とネットマスク255.255.255.0 は、 192.168.0.0/24と記述できます。
• ゲートウェイ列には、ネクストホップと同じ情報が含まれます。つまり、ネットワークに到達できるゲートウェイを指します。
• インターフェースは、ゲートウェイに到達するためにローカルで利用可能なインターフェースを示します。この例では、ゲートウェイ192.168.0.1 (インターネット ルーター) には、アドレス192.168.0.100のローカル ネットワーク カードを介して到達できます。
• 最後に、メトリックは、指定されたルートの使用に関連するコストを示します。これは、ネットワーク内の 2 つのポイントからの特定のルートの効率を判断するのに役立ちます。この例では、アドレス127.0.0.1 ( localhostと呼ばれる) を使用してコンピューター自体と通信する方が、 192.168.0.100 (ローカル ネットワーク カードの IP アドレス)を介して通信するよりも効率的です。

ルーティング テーブルは、一般的に、最新のルーター アーキテクチャではパケット転送に直接使用されることはありません。代わりに、より単純な転送テーブルの情報を生成するために使用されます。この転送テーブルには、ルーティング アルゴリズムによってパケット転送の優先ルートとして選択されたルートのみが含まれます。多くの場合、これは圧縮形式または事前コンパイルされた形式で、ハードウェア ストレージと検索用に最適化されています。

このルータアーキテクチャは、ルーティングテーブルの制御プレーン機能と転送テーブルの転送プレーン機能を分離します。 ^[3]制御と転送の分離により、中断のない高性能転送が実現します。

• ルレオアルゴリズム
• インターネット プロトコル スイート

• Linux ネットワーク管理者ガイドの IP ルーティング