さまざまな動的ルーティングプロトコルの概要

OSPF (Open Shortest Path First) は、ダイクストラのアルゴリズムを使用して最適なパスを決定するリンクステートルーティングプロトコルです。OSPF プロトコルの主な機能はリンクステータスに基づいています。つまり、ルーターはリンクステータスアドバタイズメント (LSA) を送信してネットワークステータスの変化をルーターに通知し、ルーターが新しい最短パスを計算できるようにします。

(3) OSPFの特徴

        1. ネットワークトポロジに応じた最適なパスを計算し、アルゴリズム計算にはダイクストラアルゴリズムを使用します。
        2. ネットワークをサブネットに分割してIPアドレスの無駄を回避できるVLSMをサポートします。
        3. ネットワークを制御できるため、大規模ネットワークにも対応できます。         ルーティング情報のフラッディングと
        更新

(4) OSPFの利用

        1. OSPF ルーター ID を構成します。
        2. ネットワークトポロジーの分割に役立つエリア ID を構成します。
        3. ネットワークアドレス、マスク、優先順位などを構成します。
        4. OSPF ルーターのパフォーマンスを監視および調整します。

(5) OSPFのメリット

        1. IP アドレスの無駄を減らし、アドレス空間を節約できる VLSM をサポートします。
        2. 優れた拡張性を備えながら大規模ネットワークに対応し、100台以上のルータまで拡張可能です。
        3. ルーターは、LSP (Link State Message) を更新することで、ネットワークのトポロジー情報を迅速に把握し、ネットワークの最新の変化を把握できます。
        4. 自動障害検出および回復メカニズムがあり、ネットワークの安定性と信頼性の向上に役立ちます。

(6) まとめ

つまり、OSPF は強力で柔軟なルーティングプロトコルであり、インターネット上で最も一般的に使用されているプロトコルの 1 つです。これは、ほとんどの企業ネットワークのルーティング分散をカバーし、ネットワーク内のデータの高速、タイムリー、安全な送信を保証します。OSPF を使用すると、ネットワーク管理者はネットワーク内のルーティングトラフィックを簡単に制御できるため、ネットワークのスムーズさと安定性が確保されます。(BGP の詳細については、R&S、Datacom HCIP｜OSPF プロトコルをご覧ください)

3. RIPプロトコル

(1)RIPとは何ですか?

RIP (Routing Information Protocol) は、初期に広く使用されていた距離ベクトルベースのルーティングプロトコルです。RIP は OSI モデルの 3 番目のネットワーク層で動作し、IP ベースのネットワークでルートを選択するために使用されます。RIP の特徴は、シンプルさ、構成と実装の容易さですが、いくつかの制限もあります。

(2) RIPの動作原理

RIP は、距離メトリック、つまりホップカウントを使用して最適なパスを決定します。RIP ルータは、RIP プロトコルを使用して相互に既知のネットワーク情報を交換し、RIP メッセージを送受信することでルーティングテーブルを維持します。ルータは、ネットワークトポロジが変更されたことを検出すると、ルーティングテーブルを更新し、他のルータに通知します。

(3) RIPの特徴

        1. RIP は、構成と実装がシンプルで簡単なプロトコルです。小規模ネットワークに適しています。初期構成ステップでは、ルーターは RIP を構成するだけで済みます。
        2. RIP は距離ベクトルアルゴリズムに基づいており、ホップ数による最適なパスを決定するため、ルーターの数が少ない小規模な LAN に適しています。
        3. RIP プロトコルは UDP プロトコル送信に基づいており、プロトコルのセキュリティを保護するためにパスワード認証を使用します。

(4) RIPの制限事項

1. RIP プロトコルは距離ベクトルに基づくアルゴリズムであり、従来のルーティングプロトコルであり、相関ルーティングアルゴリズムや公平性ルーティングアルゴリズムなどのその他のルーティングアルゴリズムはサポートしていません。
2. RIP は最大 15 ホップをサポートでき、LAN 環境に適していますが、大規模なネットワークを十分にカバーすることはできません。
3. RIP はコンバージェンス時間が遅いため、大規模なネットワークには適しておらず、ループや「RIP 壊死」が発生する傾向があります。

(5) RIPの利用

        RIP プロトコルを使用するには、次の手順が必要です。
        1. ルーターで RIP を開始します。
        2. RIP バージョン番号、ネットワーク ID、ネットワークマスクなどの RIP プロトコル属性を構成します。
        3. ルーターが情報を収集し、ローカルルーティングテーブルを更新するまで待ちます。

(6) まとめ

RIP プロトコルは、構成と実装がシンプルで簡単なプロトコルであり、小規模なローカルエリアネットワークに適しています。ただし、大規模なネットワークでは RIP の限界がより明らかになり、その結果、RIP は OSPF、BGP、EIGRP などの他のより高度で堅牢なプロトコルに広く置き換えられています。(OSPF の詳細については、R&S、Datacom HCIP｜OSPF プロトコルをご覧ください)

4.BGPプロトコル

(1)BGPとは何ですか?

BGP (ボーダーゲートウェイプロトコル) は、異なる自律システム間で使用されるルーティングプロトコルです。これは、パスを選択し、TCP/IP ベースのネットワークのルーティング決定を制御するパスベースのルーティングプロトコルです。BGP プロトコルは、インターネットのエッジルーター間のルーティングに広く使用されており、インターネット内のすべてのネットワークが正しく接続、送信、データ交換できることを保証します。

(2) BGPの動作原理

BGP プロトコルは、OSI モデルの 4 番目のトランスポート層で動作します。BGP ルーター間の通信には、TCP ポート 179 が使用されます。BGP プロトコルは、ネットワークトポロジ内の AS (自律システム) パスを使用して、最適なパスを決定します。BGP ルーターは、自身の AS 内のネットワーク範囲を近くの BGP ルーターにブロードキャストし、他の AS からのルートも要求します。BGP は、同じ AS 内のルーティングには適しておらず、異なる AS 間のルーティングにのみ適しています。

(3) BGPプロトコルの特徴

        1. BGP は、パブリックリレーポイント (IBGP) と外部リレーポイント (EBGP) を統合する 2 つのデータ送信モードをサポートし、自律システム間ルーティングの実行をより適切に完了します。
        2. BGP プロトコルにはある程度の柔軟性があり、複数のパスを選択でき、ユーザーネットワークに対してより優れた品質管理とセキュリティ保証を提供します。
        3. BGP プロトコルは、ネットワーク内でより正確なルーティング選択を実現できるため、ネットワークの効率と安定性が向上します。
        4. BGP はポリシー制御もサポートし、ルートとパスを選択し、フィルタリング、集約、リダイレクトなどの高度な機能を提供します。

(4) BGPプロトコルの適用

BGP プロトコルは、インターネットで最も重要なルーティングプロトコルの 1 つです。これは拡張性と安全性に優れており、インターネットネットワーク内の自律システム間の相互接続のための標準プロトコルです。BGP は、インターネットサービスプロバイダー (ISP) と大規模組織間の相互接続ネットワークの構築に広く使用されています。さまざまな自律システム間の相互接続とデータ交換を確保し、企業ネットワーク、インターネット、通信事業者に優れたネットワークソリューションを提供します。

(5) BGPプロトコルのメリット・デメリット

BGP プロトコルはインターネットで重要な役割を果たしており、その利点は、より優れたルーティング機能、ポリシー制御機能、信頼性、柔軟性を提供できることです。ただし、BGP の欠点は、コンバージェンス速度が遅く、ネットワークトポロジやデータパケット数などの要因によって制限されるため、構成と管理には高度なスキルを持った管理者が必要であることです。

(5) まとめ

BGP プロトコルは、インターネットを支える重要なインフラの 1 つであり、高い拡張性、信頼性、セキュリティを備えています。BGP プロトコルを使用すると、ネットワークの効率と安定性が向上し、ネットワークトポロジの構築とデータ交換における企業やネットワークオペレータなどのニーズをより適切に満たすことができます。(BGP の詳細については、「R&S、Datacom HCIP | BGP Protocol (1)」および「R&S、Datacom HCIP | BGP Protocol (2)」を参照してください。)

5. IS-ISプロトコル

(1)IS-ISとは

IS-IS (Intermediate System to Intermediate System) は、Link State Routing Protocol の動作モードを採用した通信プロトコルで、インターネット通信アーキテクチャにおける自律システム間のルーティングをサポートする標準プロトコルです。以下に、IS-ISの動作原理、特徴、適用シナリオを紹介します。

(2) IS-IS プロトコルの動作原理

1. ルーター間の接続: IS-IS プロトコルは、異なるエリアの LSP (各ルーターによって送信されるリンクステートパケット) を通じてルーティングの決定を行います。したがって、IS-IS プロトコルは、すべてのルーターが均等に接続されていることを確認する必要があります。

2. LSP の生成と伝播: IS-IS プロトコルでは、各ルータが周囲のルータに LSP を定期的にブロードキャストする必要があると規定されており、生成された LSP には、現在のルータが接続しているネットワークトポロジ情報と LSP が記録されます。隣接ルータによって自身に送信されるタイムスタンプ。次に、周囲のルータは、新しく生成された LSP を隣接ルータに転送します。

3. コンバージェンス時間: ルーターは、LSP を受信するときに LSDB (リンクステートデータベース) を更新する必要があります。各ルーターノードは、SPF (Shortest Path First、最短パス) アルゴリズムを使用して、他のすべてのルーターへの最短パスを計算します。パスツリーが取得されるため、すべての潜在的なパスに対する各宛先の重みが解析され、経路情報管理が継続的に計算、更新、収束されます。

(3) IS-ISプロトコルの特徴

1. 柔軟なネットワークトポロジ設計: IS-IS プロトコルネットワークは複数の接続ドメインに分割でき、各接続ドメインは IS-IS プロトコルのインスタンスを独立して実行できるため、より柔軟なネットワークトポロジ設計が実現します。同時に、IS-IS プロトコルは、大量の計算や複雑なネットワークを伴う状況にも対応できます。

2. IPv4 および IPv6 プロトコルのサポート: IS-IS プロトコルは IPv4 および IPv6 プロトコルをサポートできるため、ネットワークのアップグレードおよび開発のプロセスにおいて強力なアプリケーションの利点を維持できます。

3. 高可用性: IS-IS プロトコルは、高帯域幅および高速のデータ送信とトラフィックをサポートしながら、高可用性、効率的、より安定したネットワーク接続を提供できます。

4. シンプルで実装が簡単: 他のネットワークプロトコルと比較して、IS-IS プロトコルは設定が簡単で、実装も比較的簡単で、ルーティングと転送の拡張性が優れています。

(4) IS-ISプロトコルの適用シナリオ

1. 企業内部ネットワーク: IS-IS プロトコルは、さまざまな大規模企業内部ネットワークに適しており、企業に高速、効率的、安全なルーティングを提供できます。

2. インターネット内の隣接する自律システム間: IS-IS プロトコルはインターネットで広く使用されており、異なる自律システム間のルーティング情報をタイムリーかつ正確に送信および更新できます。

3. 電気通信ネットワークオペレータ: IS-IS プロトコルは、より最適化された安定した通信サービスを提供するために、電気通信ネットワークオペレータのルーティング管理と送信に使用できます。

(5) まとめ

つまり、IS-IS プロトコルは、通信プロトコルとして、柔軟性、効率性、安定性、セキュリティの利点があり、応用範囲が広く、大規模な企業ネットワーク、インターネット、電気通信ネットワーク事業者に適しています。

6.EIGRPプロトコル

(1)EIGRPとは何ですか?

EIGRP (Enhanced Interior Gateway Routing Protocol) は、最適化されたルーティングパスを実現し、ネットワークの輻輳を最小限に抑えるために、中小企業のネットワークやインターネットサービスプロバイダーのネットワークで広く使用されているクラスレスドメイン間ルーティングプロトコルです。以下では、EIGRP プロトコルの動作原理、特徴、アプリケーションシナリオについて詳しく紹介します。

(2) EIGRPプロトコルの動作原理

1. ルーター間の接続: EIGRP プロトコルは、マルチパスルーティングテクノロジーを使用することで、ルーティング決定の信頼性と速度を向上させ、すべてのルーター間の接続を確保できます。

2. ループの排除とロードバランシング: 2 つ以上のパスが存在する場合、EIGRP プロトコルは、広範なリンクステートパケット (LSD) 方式を使用する代わりに、最小コストに等しいパスを使用します。EIGRP プロトコルは、ルーティングと負荷分散のバランスを取る機能も提供し、ネットワーク内のループやネットワーク輻輳を効果的に排除できます。

3. 到達可能性チェックとバックアップパス: EIGRP プロトコルは、到達可能性チェックメカニズムを通じてネットワーク内のすべてのパスをチェックし、パスが到達不能であることが判明した場合、システムは自動的に他の利用可能なパスに切り替えます。同時に、EIGRP プロトコルはネットワーク内の代替パスを検索して、ルーティング情報の高可用性と信頼性を確保することもできます。

(3) EIGRPプロトコルの特徴

1. 効率的: EIGRP プロトコルは増分ルーティングアップデートを使用するため、ネットワークトポロジが変更された場合、必要なルートのみが更新されるため、高速なネットワークアップデートと応答が実現されます。

2. スケーラビリティと柔軟性：EIGRP プロトコルは大規模ネットワークに拡張でき、ネットワークごとに独立したルーティング測定パラメータを設定できるため、より優れた柔軟性とスケーラビリティを実現できます。

3. セキュリティ: EIGRP プロトコルにはパスワード認証セキュリティメカニズムがあり、ルーター間でルーティング情報を交換する際のデータ送信の暗号化と認証を提供します。

4. IPv4 と IPv6 のサポート: EIGRP プロトコルは IPv4 と IPv6 の両方のプロトコルをサポートできるため、ネットワークの互換性が向上し、将来の開発が可能になります。

(4) EIGRPプロトコルの適用シナリオ

1. 中小企業ネットワーク: 中小企業の内部ネットワークのルーティング管理やトラフィック制御に適しており、効率的で安全かつスケーラブルなネットワークトポロジを提供できます。

2. インターネット: EIGRP プロトコルはインターネットサービスプロバイダー (ISP) ネットワークで広く使用されており、ルーティングパスを最適化し、ネットワーク遅延を削減し、データ伝送を高速化し、ネットワーク運用効率を向上させることができます。

3. データセンターネットワーク: EIGRP プロトコルは、データセンターがより効率的で柔軟なネットワークトポロジを構築するのに役立ち、同時にネットワークの輻輳を軽減し、ネットワークパフォーマンスを向上させることで、より優れたデータ伝送エクスペリエンスを提供します。

(5) まとめ

つまり、EIGRP プロトコルは、効率的でスケーラブルかつ安全なルーティングプロトコルであり、中小規模の企業ネットワーク、インターネット、データセンターネットワークに適しており、IPv4 と IPv6 をサポートすることで優れた互換性と開発性を提供します。ネットワーク管理者にとって優れた選択肢です。