ネットワークエンジニアが学ぶAWS

ネットワーク構築のインフラSEがAWSについて学んでいく過程を記事にしていきます!

違うネットワークでも何で繋がるの?ルーティングの仕組み!

約 6 分
違うネットワークでも何で繋がるの?ルーティングの仕組み!

今回は、ネットワークの内容としてIPアドレスよりもさらに踏み込んだ「ルーティング」という仕組みについて説明していきます。IPアドレスの記事を読んでいただいた方の中には、

「もうお腹いっぱいだからネットワークの基礎的な知識はもういいよ…」

と感じてる方もいるかもしれませんが、ちょっと待ってください!ネットワークはここからが面白いんです!!本ブログの趣旨とはずれますが、僕自身ネットワークを構築するインフラエンジニアとして3年以上関わってきました。3年以上やってる今でも思うのは、ネットワークって知れば知るほど面白いんですよ(*^^*)
そしてAWSみたいなクラウドサービスでは関係ないと思いますよね?案外そうでもなくて、僕が1ヵ月かからずにAWSの資格が取れたのは、このネットワークに関する基礎知識があったからだと思ってます!ネットワークの面白さを少しでも感じてほしいので、今回の記事もぜひ最後まで読んでみてください!!

IPパケットによる通信

インターネットにも使われているTCP/IPの仕組みでは、データを「IPパケット」という形にしてやりとりします。IPパケットの中には、

・データを送ったホストのIPアドレス
・データを受け取るホストのIPアドレス
・何のデータを送っているかの概要
・データの中身

といった情報が含まれています。
IPパケットのサイズに関して、インターネットを経由する通信の場合には1500バイトまでと制限があります。動画などのサイズが大きいデータを送るような場合には、データを複数のパケットに分割して通信先まで運んでいきます。

このようにパケットのサイズを制限してデータを分割して送ることにはいくつもメリットがあります。

・1つの回線で多くのホストが通信することができる。
・データの送信に失敗したときに、すべて送り直さなくてもよい

この仕組みにより、大きな拠点を持っている企業の場合でもいくつも回線を敷くことなく全社員がデータのやりとりを行うことができます。次に、このIPパケットがどのように通信先まで届くかの仕組みについて説明していきたいと思います。

どうやってネットワークを分けるか

サブネットによってネットワークを分割していく際に、どう考えてサブネットを設定すればよいかについて説明していきます。プライベートアドレス内で、サブネットの設計を考える際には、「どこで情報を分けるか」という観点でネットワークを分割するのが一般的です。例えば、経理部と営業部がある事務所だった場合は、それぞれでネットワークを分けるように設定します。経理部の内部情報が誤って営業部に流れてしまっては大変ですよね(^^;
こういった誤った情報の流出を防ぐためにも、まずはネットワークを分けて簡単に情報が流れないようにして、異なるネットワーク同士の通信経由する「ルータ」という機器で制御していきます。ルータは、インターネットに出ていくNATの説明でも登場した機器ですが、図のように社内のネットワークを分割して接続する際にも使用されます。

ルータには、一般的に色んなネットワークが繋がっていて、IPパケットの中身を確認してどこに向かっている通信なのかを判別します。どのネットワークに対してデータを送信するかルータが決めるときに使われるのが「ルーティング」という仕組みです。

ルーティングとは

ルータがデータを経由する時には、内部に持っている「ルーティングテーブル」という情報を元に通信を経由します。ルータでは、直接接続されているネットワークに関しては、自動的にルーティングテーブルに情報が記録されます。しかし、直接接続されていないネットワークに関しては認識することができません。

上記のような構成でネットワークが作られている場合、ネットワークCに関してルータAは認識することができません。ネットワークAからネットワークCに通信するには、ルータAにネットワークC(192.168.3.0/24)は「ルータBの先にいるよ~」と教えてあげることで初めて通信ができるようになります。
インターネットでも、ISPという専門事業者が互いにルーティング情報をやりとりすることで世界中のネットワークが繋がっています。しかし、1つのルータが覚えることができるルーティングテーブルには限界があるため、すべてのネットワークに関する情報をルータに覚えさせることはできません。そこで使われるのが、「デフォルトゲートウェイ」という仕組みです。

デフォルトゲートウェイとは

例えば、下記のようにネットワークが組まれている際には、

ネットワークA → ネットワークD

の通信を行いたいと思ったときには、ルータAがルータC/Dのそれぞれの経路に関するルーティング情報を持っている必要があります。図を見ると、どちらの経路にしてもルータBを追加する構成になっています。そこで、ルータAにデフォルトゲートウェイというルーティング情報の登録をすることで簡単にルーティング情報を省略することができます。デフォルトゲートウェイは、中継するIPパケットに関してルータがルーティング情報を持っていなかった場合には、自動で決められた通信先にパケットを経由する仕組みです。何言ってるかわかりませんね笑
図で示してみますね。

ルータAからすると、ホストB,C,Dはインターネットの先に居てルーティング情報を知ることができません。そこで、「送信先のネットワークがどこにあるかIPパケットが来たら、とりあえずインターネットに繋がっていてたくさんルーティング情報を持っているルータBに中継しよう」と設定します。この「とりあえず中継してみる先」がデフォルトゲートウェイです。この仕組みにより、ルーティングテーブルを簡単にみやすくすることができます。

まとめ

今回は、ルーティングにより違うネットワークのホストが通信する仕組みを説明しました。ネットワークの世界は、仕組みを知れば知るほど繋がる楽しさを実感できます。ITの世界では、PCやサーバなどの機器が繋がることができて初めて使えるようになります。今回の記事で、少しでもネットワークに興味を持っていただければ嬉しいです(*^-^*)

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About The Author

カワタン
3年半インフラエンジニアとしてネットワーク運用/構築に携わってきましたカワタンです^_^AWSのことを知ってから、このサービスが大好きになって現在猛勉強中です(*^^*)
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