前のページ 1/5 次のページ

ルーター(英: router、アメリカでは /'raut?r/ と発音され、イギリスとアイルランドでは /'ru:t?r/ と発音され、オーストラリアとカナダではどちらの発音もされる)は、コンピュータネットワークにおいて、2つ以上の異なるネットワーク間を相互接続する通信機器である。通信プロトコルにTCP/IPが使われるようになってから普及した。

◆ 概要

ルーターはネットワーク間を相互接続する通信機器であり、コンピュータ・ネットワークの機能を分類した7層からなるOSI基本参照モデルでいえば、第1層「物理層」から第3層「ネットワーク層」までの接続を担う。基本機能は各ネットワーク間でのIPパケットをやり取りできるようにする装置であるが、実際は基本に加えてさまざまな付加機能を実現している。

◆ 規模によるルーターの分類

規模やネットワーク上で使用される位置によってルーターが分類されており、それぞれ名称が変わる。いずれもルーターとしての機能は同じである。以下に規模の大きな物から順に示す。

; コア・ルーター(数千万円〜)

:基幹ネットワークを構成するルーター。

: インターネット・サービス・プロバイダー(ISP)内の地域別ネットワークや複数のインターネット・サービス・プロバイダー間のネットワークを相互接続する。

; センター・ルーター(百万円〜数千万円)

: WAN回線を介して企業のネットワークやISPと企業のネットワークを相互接続する。

:高速なパケット処理を必要とする場合、レイヤー3スイッチに置き換えられることがある。

; エッジ・ルーター(数万円〜百万円)

: 基幹ネットワークの端に設置されるルーター。

: 企業の支店や営業所内のネットワークをWAN回線につないで本社のセンター・ルーターにアクセスする。

; リモート・ルーターやWANルーター(数万円〜)

: WANを介して遠隔地のLAN同士を接続する。

; ブロードバンド・ルーター(数千円〜数万円)

: 家庭や小規模企業でADSLやFTTHなどのブロードバンド・インターネット接続用に使われる。リモート・ルーターの一種。

かつてはエッジ・ルーターとセンター・ルーターの中間クラスにローカル・ルーターと呼ばれるルーターがあったが、現在は「レイヤー3スイッチ」と呼ばれる専用機に置き替わっている。

◆ 4つの基本機能

ルーターの基本機能は4つある。

◇ 接続

ルーター(特に業務用のもの)は複数の回線種別に対応していることが多く、そのために多くの機種でインターフェース・ユニットが交換できるようになっている。

具体的な回線種別の例

・ イーサネット(Ethernet)の銅線、光ファイバー

・ ATM(Asynchronous transfer mode)

・ FDDI (Fiber distributed data interface)

・ ISDN PRI/BRI

・ 各種シリアル回線上でのPPP

これらより、通信業者のWANサービスにあわせて柔軟に回線インターフェースが対応できる

これは第2層(データリンク層)以下で接続するリピータ・ハブやLANスイッチにはない機能である。

最近はIP-VPNや広域イーサネットのように接続インターフェースとしてイーサネットを使うものが増えているが、ATMを使ったセルリレーや、フレームリレーなどへの接続時にはインタフェース・ユニットの交換によって対応が可能となる。

ハードでの柔軟な接続機能と同様に、ソフトによる柔軟な接続機能も備える。IPsecやPPPoEのような仮想トンネルを使って、公衆回線上に仮想的に独立した伝送路を作りカプセル化したデータをやり取りする機能である。インターネットVPNと呼ばれるIPsecによる仮想的専用回線が実現出来る。

一方、家庭用のブロードバンドルーターでは、PPPoEによるADSLやFTTH接続を前提としたイーサネットの接続口しかなく、交換も出来ないものがほとんどである。

◇ 転送

ルーターはIPパケットの転送を行なう。ルーターがIPパケットを受け取ると、その中のIPヘッダーのあて先IPアドレスを読み取って、経路表やルーティング・テーブルと呼ばれるリストと照合する。経路表にはあて先IPアドレスに対応したあて先ルーターのアドレスやインターフェース番号など、経路の情報が書かれている。ルーターはIPパケットを受け取るとすばやく、あて先IPアドレスを読み取ってあて先のインターフェースに転送する。ルーターの性能の多くがこの時の転送処理スピードと経路表で扱える経路の上限数で決まる。

ルーターは、第1層や第2層の伝送技術が違うインターフェースに転送する場合に限らず、同じ伝送インターフェースでも、受け取ったすべてのMACフレームからIPパケットを取り出して、送り先の伝送インターフェースに合わせた新たなMACフレームを作りそこにIPパケットを入れて転送する。

ルーターを通過する時にはデータリンク層での通信は一度終了して、ネットワーク層の判断によって新たなデータリンク層での通信が開始される。

ルーターによって転送される時には、IPパケット内のヘッダーにあるTTL(Time to live)というIPパケットの寿命を表わす数値を1つずつ減らす。またNATやIPマスカレードというアドレス変換技術においてもIPヘッダーを書き換える。また転送先の回線に合わせてIPパケットを分割したりする。

◇ 選別

ルーターは受け取ったIPパケットに応じて、転送を優遇したり破棄したりする選別機能を持ち、フィルタとQoS(Quality of service)を実現する。

; フィルタ機能

: IPヘッダー、TCP/UDPヘッダー、データ内のURL等を分析して条件に該当するIPパケットを破棄する。特定の相手や特定のアプリケーションを通信から排除できる。

; QoS機能

:下記に示す機能によって、回線容量の小さな伝送路に対して許容量以上のIPパケットを送り出さないように図り、回線容量の有効利用を計る。

:* 優先制御:優先すべきIPパケットとそうでないものを順位付けして送り出す順番を変える。この方法をプライオリティ・キューイング(Priority Queuing)と呼ぶ。

:* 帯域制御:転送量を監視して、IPパケットの送り出すタイミングを調整する。一定時間ごとに送信パケット量をインターフェースごとに監視して、制限量以上の流量になれば該当する送信キューからパケットを破棄する方法をポリシングと呼ぶ。

◇ 管理

ルーターは経路情報の管理も行なう。相互接続された他のルーターとの通信によって経路情報を交換しあって常に経路表を最新の状態に保つ。この経路情報の収集通信プロトコルにはRIP(リップ、Routing information protocol)やOSPF(オーエスピーエフ、Open shortest path first)、BGP-4(ビージーピーフォー、Border gateway protocol version 4)がある。また、ICMP(アイシーエムピー、Internet control message protocol)を積極的に周囲に発信してエラーや回線の状態を尋ねまわるルーターもある。これらによって、あらかじめ伝送路の2重化や迂回別ルートへの切り替えを設定しておけば、自動的な切り替えが行なえるようになる。

コア・ルーターでは数十万経路分の経路表、つまりルーティング・テーブルを持ち、インターネット上の全ての経路「フルルート」を扱える。

◆ 4段階の内部処理

前のページ 1/5 次のページ

・ルーター page1

・ルーター page2

・ルーター page3

・ルーター page4

・ルーター page5