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いえろ ◆6c9WIwLg :
02/08/13 06:09 ID:8J0uPvUQ ●ルータって? ルータの話の前にネットワークとネットワークをつなぐための機器の話をします。 そのあとルーターねw 本当は大好きな物理層から話をしたいがスレ違いどころか板違いなので自粛w 1 ネットワーク間をつなぐ機器 1-1 リピータ メディアコンバータ リピータHUB 1-2 ブリッジ ローカルブリッジ リモートブリッジ 1-3 ルータ(基本) ローカルルータ リモートルータ スタティックルーティングの例 デフォルトゲートウェイ MACアドレスとIPアドレスの使い分け −−−−後日書き込み予定(ってーか寝るw)−−−− IPアドレスからMACを知る方法(ARP) フィルタ ダイナミックルーティング(EGP、BGP、RIP,OSPFかな) 1-4 各機器のおさらい コリジョンドメインとブロードキャストドメイン これ以降不明w たぶんPAP/CHAP・NAT・IPマスカレード・・・・ (;´Д`)ルータって大変ね
1-1.リピーター (同一セグメントの中継や距離延長でつかう) リピータはTCP/IPとか関係なく届いた信号をそのまま別のネットワークに 送り出すのが主な仕事です。代表的なものでは最近は見かけなくなった リピータHUB(可哀想な事に「馬鹿HUB」と呼ばれる)があります。 リピータは受け取ったパケットを全て中継するので、他に配らなくても良い (同一セグメント内の)パケットも配りまくりです。そのためネットワークの負荷が 多くなります。 ○ リピータをメディアコンバーターとして使う ↓10Base-TX ↓光ファイバとか そのまま PC1.━(・∀・)→━┫リピータ┠〜〜〜〜┨リピータ┣━(・∀・)→━ PC2 これは PC1.━━━━X━━━ PC2 このようにPC1とPC2をクロスケーブルで繋いだのと同じ。 ○ HUB(リピータHUB=マルチポートリピータ) 例)リピータHUBを中継してPC1からPC2へパケット送信 (・∀・)ノPC2へ (・∀・)モラタ PC1 PC2 .......┗━━━┓┏━━━┛ ... ━┻┻━ リピータHUB (・∀・)PC2へを全体に中継 ... ━┳┳━ .......┏━━━┛┗━━━┓ PC3 PC4 (#・∀・)イラネーヨ (#・∀・)イラネーヨ おいら送信したいのにイライラ… PC3とPC4はPC2へのパケットを受けている間送受信できない
・リピータHUBとメディアコンバータを組合わせた例 (・∀・)自演ビルA (・∀・)自演ビルB セグメント1A セグメント1B PC1 PC2 PC4 PC5 ... ....┗━━━┓┏━━━┛ ...... ┗━━━┓┏━━━┛ ... ━┻┻━ ..... ━┻┻━ リピータHUB リピータHUB ... ━┳┳━ ファイバ .... ..... ━┳┳━ ... ....┏━━━┛┗┫リピータ┠〜〜〜〜┨リピータ┣┛┗┓ PC3 PC6 この場合PC1がPC2に送ったパケットがPC3〜PC6まで届いてしまう。 ※実際にはパケットのコリジョン(衝突)処理など色々やってます。 コリジョンとは上図でPC1とPC3が同時に送信した場合にデータが 衝突することで、通信を中断するために送信側が受信側に向かって ジャミング信号を送って、受信しかけのパケットを捨てるように伝えます。
1-2.ブリッジ (セグメントとセグメントを接続する時つかう) ブリッジはリピータより賢くてパケット(Ethernetフレーム)の中身を見て何処に渡せば いいのかを判断し、パケットを中継します。 (ここではEthernetのブリッジとして話をします。) とりあえずパケット(Ethernetフレーム)の中身の図 ※TCP/IPの場合この中に ↓IPパケットが入ってます(・∀・)! ┏━━━━┳━━━━━━┳━━━━━━┳━━━┳━//━┳━━━┓ ┃プリアンブル┃...あて先MAC...┃...送信元MAC..┃.タイプ..┃データ..┃.FCS. ┃ ┗━━━━┻━━━━━━┻━━━━━━┻━━━┻━//━┻━━━┛ ブリッジはこのパケットのあて先・送信元のMACアドレスを見て覚えて(学習して) 中継するか(何処に中継するか)を考える点でリピータと大きく違います。 ブリッジには大きく分けると2種類あります ・ローカルブリッジ これは10Base-T、100Base-TXや10BASE-FLでセグメントを相互接続するタイプです スイッチングHUBもこの部類でマルチポートブリッジって感じです。 ・リモートブリッジ WANの通信回線を使って遠隔地間をブリッジ同士で接続するタイプです
・ローカルブリッジの例 セグメント1 セグメント2 PC1 PC2 PC4 PC5 ... ....┗━━━┓┏━━┛ .............┗━━┓┏━━━┛ ... ━┻┻━ ..... ━┻┻━ リピータHUB リピータHUB ... ━┳┳━ ............. ━┳┳━ ... ....┏━━━┛┗━.A┫ブリッジ┣.B.━┛┗┓ PC3 (・∀・) PC6 【動作】 1.電源入れたとき ( ゚Д゚)ポカーン←なにも学習していない 2.PC1からPC5にデータ送信 (・∀・)Aからパケット来たーーー! (・∀・)とりあえずわからないからBにも送るか・・・ ブリッジはAから来たパケットをBにそのまま送る(リピータと同じ) 初めてのMACアドレス(PC1)はA側に居るっとφ(・∀・)メモシテオコウ (MACアドレスとポート(この場合A)を記録) 3.PC5に無事パケット到着。今度はPC5がPC1に返事を返す。 (・∀・)Bからパケット来たーーー!送信先MACがさっきのPC1だ! よしポートAにパケット中継しちゃうぞ!(・∀・)スンスン (・∀・)えっとポートBから来たパケットの送信元MACアドレス(PC5)は初めてだな φ(・∀・)メモシテオコウ
4.PC2からPC3へパケット送信 (・∀・)またAからパケットキター!でもあて先MAC知らないのでBにも送るか・・・ 初めてのMACアドレス(PC2)はA側に居るっとφ(・∀・)メモシテオコウ 5.PC3へはブリッジを通さずにHUBだけで到着。今度はPC3からPC2へ返事を返す。 (・∀・)またAからパケットキター!でもあて先MACはさっきAから届いたMAC(PC2)だ。 中継しないでOK。送信元MACアドレスは初めてだな・・・ 初めてのMACアドレス(PC3)はA側に居るっとφ(・∀・)メモシテオコウ ※これ以降PC2,3がA側に居ることを覚えたので4の様にPC2→PC3のパケットも 中継しない このようにパケットが通るたびに学習してどこに中継するか(中継しないか)を覚えていきます。 リピータと違いブリッジが全てのPCのMACアドレスを覚えると上図の場合PC1とPC2、 PC4とPC5など違ったセグメントで同時に通信できます。 但しあて先MACが全てFF(FFFFFF-FFFFFF)のパケットはブロードキャストなので中継します。 コリジョンは中継しません。
・リモートブリッジの例 (・∀・)自演ビルA (・∀・)自演ビルB セグメント1 セグメント2 PC1 PC2 PC4 PC5 ... ....┗━━━┓┏━━━┛ ...... ┗━━━┓┏━━━┛ ... ━┻┻━ ..... ━┻┻━ リピータHUB リピータHUB ... ━┳┳━ WAN..... .... ..... ━┳┳━ ... ....┏━━━┛┗┫.ブリッジ..┠〜〜〜┨.ブリッジ..┣┛┗┓ PC3 PC6 この場合もローカルブリッジと同じ動作です。リピータと違ってWANを通過する パケットは最小限になります。このためWANの帯域が狭くてもある程度快適に 通信することが可能です。
1-3.ルータ(中・大規模なネットワークを繋ぐ) ルータはブリッジとよく似ていますがブリッジと違い、OSI参照モデルのネットワーク層の 情報によりパケットの配送を行います。 OSIモデルは適当に調べてください。検索すればいくらでも出てきます。 まぁ簡単に言うとブリッジはMACアドレスを頼りに配送しますがルータはIPアドレスなど、 Ethernetフレームのデータタイプとデータの中身とルーティングテーブルで判断するって 事です。 ですからルータには「扱えるプロトコル」がありTCP/IPやIPX/SPX等ルータが理解できる プロトコルしか配送できません。 ただし、一部のルータではブリッジ機能も併用するブルータといわれる物があります。 これは認識できるプロトコル(例えばTCP/IP)の場合はルータとして機能し、知らない プロトコルの場合はブリッジとして機能するものです。 今売られている安価なルータの殆どはTCP/IPだけに対応しています。 複数のプロトコルを扱えるルータはマルチプロトコルルータと呼ばれます。
またまた登場 パケット(IPパケット入りEthernetフレーム)の中身の図 ↓IPパケットを示す0x0800が入ってる ┏━━━━┳━━━━━━┳━━━━━━┳━━━┳━//━┳━━━┓ ┃プリアンブル┃...あて先MAC...┃...送信元MAC..┃.タイプ..┃データ..┃.FCS. ┃ ┗━━━━┻━━━━━━┻━━━━━━┻━━━┻━//━┻━━━┛ ┌──────────────────────┘ 中身 └───┐ ┏━━━━━┳━━━━━━━━┳━━━━━━━┳━━━━━━━┓ ┃IPヘッダー...┃..送信元IPアドレス..┃..宛先IPアドレス..┃いろいろデータ....┃ ┗━━━━━┻━━━━━━━━┻━━━━━━━┻━━━━━━━┛ ルータの基本動作は宛先アドレスをルーティングテーブルから探して何処に パケットを配信するかを決めます。MACアドレスではないのとルーティングテーブルが 予め設定されている、自分自身がアドレスを持っている点がブリッジと違います。 また、ブリッジと同じくコリジョンは中継しません。更にルータはブロードキャストパケットも 中継しません。
ルータにはブリッジと同じく大きく分けると2種類あります ・ローカルルータ これはリピータやブリッジで構成されたネットワークを相互接続するタイプです ・リモートルータ WAN等の通信回線を使って遠隔地間を接続するタイプです なおここではTCP/IP対応ルータの基本的機能について書きます。
・ローカルルータの例 192.168.0.10 192.168.0.20 192.168.1.40 192.168.1.50 PC1 PC2 PC4 PC5 ... ....┗━━━┓┏━━┛ .............┗━━┓┏━━━┛ ... ━┻┻━ ..... ━┻┻━ HUB HUB ... ━┳┳━ ............. ━┳┳━ ... ....┏━━━┛┗━.A┫.ルータ..┣.B.━┛┗┓ PC3 ↑ (・∀・) ↑ PC6 192.168.0.30 192.168.0.1 192.168.1.1 192.168.1.60 これ以降図が複雑になるので上図を下図のように略します。 (10Base5や10Base2の場合下図のように繋がっていました。 詳細は イエローケーブルで検索すると出るかとw) 192.168.0.10 192.168.0.20 192.168.0.30 ━━┻━━━┳━┻━━━━┻ ネットワークA=192.168.0.0/24 A←192.168.0.1 ... ━━┻━━ ルータ(・∀・) ... ━━┳━━ B←192.168.1.1 ━━┳━━━┻━┳━━━━┳ ネットワークB=192.168.1.0/24 192.168.1.40 192.168.1.50 192.168.1.60
・ルーティングテーブル ルータはブリッジと違ってルーティングテーブルを設定しないとパケットの配信を 行えません。ルーティングには2種類の方法があります。 1.スタティックルーティング これはルータ管理者が手動で書くものです。 2.ダイナミックルーティング ルーティングプロトコル機能によって、ルータ同士で経路情報やトラフィック 情報の交換をして自動的に配信先を決めます。
もっとも単純なローカルルータでのスタティックルーティングの例 PC1 PC2 PC3 192.168.0.10 192.168.0.20 192.168.0.30 ←デフォルトゲートウェイを192.168.0.1に ━━┻━━━┳━┻━━━━┻ ネットワークA=192.168.0.0/24 A←192.168.0.1 ... ━━┻━━ ルーティングテーブル ルータ(・∀・) 192.168.0.0/24宛てはインタフェイスAから配送 ... ━━┳━━ 192.168.1.0/24宛てはインタフェイスBから配送 B←192.168.1.1 ━━┳━━━┻━┳━━━━┳ ネットワークB=192.168.1.0/24 192.168.1.40 192.168.1.50 192.168.1.60 ←デフォルトゲートウェイを192.168.1.1に PC4 PC5 PC6 PC1が192.168.1.50宛てにパケットを送る場合 1.PC1は自分の居るネットワーク(192.168.0.0)じゃないのでデフォルトゲートウェイ(ルータ) にパケットを送る。 2.(・∀・)192.168.1.50宛てのパケット キターーー!。 (・∀・)えっと…ネットワークアドレス192.168.1.0宛てだからBインタフェイスからパケット配信! 3.無事PC5にパケット到着。 (・∀・)ん?待てよなんで192.168.1.50宛てのパケットがおいらに届いたんだ? (・∀・)おいらA=192.168.0.1とB=192.168.1.1だよな・・・ (・∀・)・・・・・・IPパケットには宛先IPアドレス2個あったのか?無いよな? (・∀・)???
・デフォルトゲートウェイ 簡単に言うと自身が所属するネットワーク以外にアクセスする時通常使う出入り口。 192.168.0.0/24から123.45.67.89にパケットを送る場合に経路指定が無い(不明)場合 このアドレスの機器にパケット送る。まぁ しかしIPパケットには「送信元」と「送信先」しかアドレスが無い。さてどうやって送ってる のだろう? 答えは簡単で少し前に書いたIPパケット入りEthernetフレームの図を見ればわかります。
・IPアドレスとMACアドレスの使い分け PC1からPC2へのEthernetパケット ↓PC2のMAC ↓PC1のMAC ┏━━━━┳━━━━━━┳━━━━━━┳━━━┳━//━┳━━━┓ ┃プリアンブル┃...あて先MAC...┃...送信元MAC..┃.タイプ..┃データ..┃.FCS. ┃ ┗━━━━┻━━━━━━┻━━━━━━┻━━━┻━//━┻━━━┛ ┌──────────────────────┘ 中身 └───┐ ┏━━━━━┳━━━━━━━━┳━━━━━━━┳━━━━━━━┓ ┃IPヘッダー...┃..送信元IPアドレス..┃..宛先IPアドレス..┃いろいろデータ....┃ ┗━━━━━┻━━━━━━━━┻━━━━━━━┻━━━━━━━┛ ↑PC1のIPアドレス ↑PC2のIPアドレス PC1からPC5へのEthernetパケット(MACだけがルータ宛てになってる!) ↓ルータのMAC ↓PC1のMAC ┏━━━━┳━━━━━━┳━━━━━━┳━━━┳━//━┳━━━┓ ┃プリアンブル┃...あて先MAC...┃...送信元MAC..┃.タイプ..┃データ..┃.FCS. ┃ ┗━━━━┻━━━━━━┻━━━━━━┻━━━┻━//━┻━━━┛ ┌──────────────────────┘ 中身 └───┐ ┏━━━━━┳━━━━━━━━┳━━━━━━━┳━━━━━━━┓ ┃IPヘッダー...┃..送信元IPアドレス..┃..宛先IPアドレス..┃いろいろデータ....┃ ┗━━━━━┻━━━━━━━━┻━━━━━━━┻━━━━━━━┛ ↑PC1のIPアドレス ↑PC5のIPアドレス デフォルトゲートウェイアドレスはIPアドレスで書きますが実際にパケットを 送る場合はMACアドレスにのみ反映されています。 ってーかこうやって無理やりルータにルータ宛てでないパケットを送りつけてます。
訂正w
>>110 中ほど
誤:(・∀・)えっと…ネットワークアドレス192.168.1.0宛てだから
正:(・∀・)えっと…ネットワークアドレス192.168.1.0/24内の192.168.1.50宛てだから
>>111 中ほど
機器にパケット送る。まぁ ← まぁは要らないw
その他突っ込み募集中・・・・
感動しますた(・∀・)! 久しぶりにこんな良スレに巡り合った(;´Д`) つまりルータは限られた帯域の中で効率よくネットワーク間を繋ぐ代物と、 そう認識していいんでつか? それと正当なパケットのみを受け取る(?)ってことですかね。 これがセキュリティレベルの向上に繋がるんでしょか。 わかり易い解説感動age!!
>>114 嬉しいですが続きが肝心な部分です(汗
この後イスタ-ブリッシュド出てきますよ・・・
>いえろさん 質問ですけど。 LAN A - (ブリッジもしくはスイッチングハブ) - LAN Bの時。 ある時LAN AとLAN Bに新しいパソを入れたとします。 んで(当然ブリッジもしくはスイッチングハブは宛先を知らない状態なんですけど)、ブロードキャストとユニキャスト、いずれも中継されるんでしょうか。 確か、どれだかが駄目だったような記憶があるんですけど。 それと、スイッチングハブはブリッジの一種という考えでいいんでしょうか。
ええっと。LANの構築and運用入門って本をひっくり返して復習したんですけど。 LAN A - (ブリッジもしくはスイッチングハブ) - LAN Bの時。 ある時LAN AとLAN Bに新しいパソを入れたとします。 とりあえずLAN Aからユニキャストでパケを送る時。以下のような理解でいいんですよね?(かなり自信ない)。 ブリッジ→LAN Bに問い合わせない ルーター→LAN Bに問い合わせる スイッチ→LAN Bに問い合わせる んで、NetBIOSのブラウジングのようなブロードキャストなら、どうなんでしょうか。 頭痛してきた。
>>116 (#・∀・)質問は終ってからだ!w
> ある時LAN AとLAN Bに新しいパソを入れたとします。
> んで(当然ブリッジもしくはスイッチングハブは宛先を知らない状態なんですけど)、ブロードキャストとユニキャスト、いずれも中継されるんでしょうか。
ブロードキャスト:中継しないとARPが木っ端微塵にならないかい?(続きの最初に出てきます)
ユニキャスト:新しいパソが何で相手のMACアドレス知ってるのさ?
多分PC1とPC2共にLAN Aに接続されていてPC2をLAN Bに移した場合PC1→PC2は失敗するでしょう。ただそのうちOSIモデルの一層上のARPが
解決にかかるので復帰しませんか?
> それと、スイッチングハブはブリッジの一種という考えでいいんでしょうか。
俺の独り言だ!(原理は一緒でしょう ブリッジがインタフェイス1:1に対してスイッチはn:nになるだけでは?)
続きです --- 若干 メニュー変えました --- 1-3 ルータ(基本) 続き IPアドレスからMACを知る方法(ARP) ダイナミックルーティング フィルタ ※各機器のおさらいは要らなさそうなので削除w 1-4 ルータ(LANからインターネットへのアクセス) NAT NAPT(IPマスカレード) NAT、NAPTで発生する問題
・IPアドレスからMACを知る方法(ARP=あーぷ) この辺りはTCP/IPの話になるのですが、細かく説明したのでついでに説明します。 まぁこの作業はルータだけでなくTCP/IPで通信する機器(PCやサーバ)も行います。 先の例(もっとも単純なローカルルータでのスタティックルーティング)で解説します。 1.PC1が初めてルータにパケットを送る時 ルータのMACアドレスを知らないのでとりあえずMACアドレスを聞く作業をします。 さて、ここでブロードキャストを使います。ただしIPレベルのブロードキャストではなく MACレベルでのブロードキャストです。これはブリッジの所で出てきた全てFFの MACアドレス(FFFFFF-FFFFFF)があて先MACアドレスにセットされたIPパケットとは ちょっと違ったパケットを使います。 またまた登場 パケット(ARPパケット入りEthernetフレーム)の中身の図 ↓FFFFFFFFFFFF ↓PC1のMAC ↓ARPパケットを示す0x0806が入ってる ┏━━━━┳━━━━━━┳━━━━━━┳━━━┳━//━┳━━━┓ ┃プリアンブル┃...あて先MAC...┃...送信元MAC..┃.タイプ..┃データ..┃.FCS. ┃ ┗━━━━┻━━━━━━┻━━━━━━┻━━━┻━//━┻━━━┛ ┌──────────────────────┘ 中身 └───────┐ ┏━━━━━━━┳━━━━━━┳━━━━┳━━━━━━━┳━━━━━━┓ ┃送主MACアドレス..┃.送主IPアドレス..┃..制御デタ.┃送先MACアドレス..┃送先IPアドレス...┃ARPパケット ┗━━━━━━━┻━━━━━━┻━━━━┻━━━━━━━┻━━━━━━┛ ↑PC1のMAC ↑192.168.0.10 ↑ ↑全て0 ↑知りたいIPアドレス ここには「質問だ!」とデータのサイズが書いてある このパケットをネットワークに送り出します。