ルーター

ルーターとは

ルーターはネットワークレイヤーで動作し、ブリッジされたレイヤー2ネットワークが抱える基本的な問題を解決します。これらのネットワークでは、接続されたデバイスの数が増えると、デバイスが帯域幅を奪い合うことでフレーム衝突の頻度が増加します。これにより、利用可能なネットワーク帯域幅が減少します。ルーターは、コリジョンドメインを管理可能なサブネットワークに縮小し、宛先デバイスが直接接続されているか、数ホップ離れているかに関係なく、コンピュートデバイスがサブネットワーク間でデータを効率的にルーティングできるようにします。 

ルーターは、物理的に統合 (ネットワークオペレーティングシステムが組み込まれた市販またはカスタムのASIC上で開発) されるか、仮想的に分散 (クラウド環境をサポートするために展開) されます。 

現在、次の3つの基本的なルータータイプが導入されています。

• アクセスルーター: 加入者をプロバイダーのネットワークに接続し、インターネットまたはプライベートネットワークにアクセスできるようにします。無線および有線アクセスルーターはこれらのネットワークをサポートして、コンピュートデバイスがWi-FiおよびイーサーネットLANに接続できるようにします。
• エッジルーター: サブスクライバーサービスを論理的に定義し、ポリシーを適用し、サービスを計測し、サブスクライバーセッションを管理します。エッジルーターは通常、複数のエッジサービス (数十万人の加入者が利用する可能性のある、ビジネス、家庭、ビデオ、モバイル、およびデータセンターのエッジ機能を含む) をサポートします。 
• コアルーター: インターネットまたはプライベートネットワークバックボーンを介してパケットを転送し、通信ネットワークを相互接続します。これらのルーターは、ボトルネックやパケットロスを防ぎながら、パケットを高速で効率的に転送する必要があります。 

ルーターは、ネットワークオペレーターが堅牢なネットワークを構築する際に必要となる、基本的な構成要素を提供します。オペレーターは、ルーターを使用して、高度なルーティングアルゴリズムのパフォーマンス測定基準を設定し、トラフィックエンジニアリングポリシーを作成することで、ネットワークの輻輳を緩和し、加入者に対するサービス品質を維持できます。

ルーターの主な機能は、パケットがネットワークを通過するための最も効率的なルーティングパスを決定することです。インターネットが進化するにつれて、ルーティングプロトコルもより高度なものになってきました。一部のルーティングプロトコルは静的評価基準を利用して最適なルートを決定しますが、動的ルーティング プロトコルは、ソフトウェア デファインド ネットワークとその場で計算された評価基準を使用してルートを計算します。
ルーティングプロトコルは、次の3つの方法で分類されます。

• 距離ベクトルプロトコルとリンクステートプロトコル: 最適なルートを決定するために距離ベクトル評価基準とリンクステート情報のどちらを使用するかに基づいてルーティングプロトコルを分類します。距離ベクトルプロトコルは、特定の2つのホスト間で複数の中間ルーターを使用して、パケットをルーティングするための最適なパスを決定します。それに対して、リンクステートプロトコルは、想定されるホップごとにリソースの速度とコストを計算します。リンクステートプロトコルは3種類のテーブル (ネイバーテーブル、トポロジテーブル、ルーティングテーブル) を維持し、ルーティングパスを選択するために隣接ルーターと最新情報を共有します。
• 内部ゲートウェイプロトコルと外部ゲートウェイプロトコル: 内部ゲートウェイプロトコル (IGP) は、1つの事業者または企業によって管理される1つ以上のネットワークの集合である自律システム (AS) 内でルーティングデータを定期的に交換します。外部ゲートウェイプロトコル (EGP) は、異なる自律システム内のルーターとルーティングおよび到達可能性情報をやり取りします。
• クラスフルプロトコルとクラスレスプロトコル: クラスフルプロトコルは、個々のIPアドレスではなく、ネットワーク全体の識別に重点を置いた古いプロトコルです。クラスフルプロトコルには、ルーティング更新時のサブネットマスク情報は含まれません。ルーティング更新時にサブネットマスク情報を共有する、クラスレスルーティングプロトコルにほぼ置き換えられています。この特性は、RIPv2、EIGRP、OSPF、およびIS-ISプロトコルに見られます。