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IPアドレスと経路制御の概念

キーワード

IPアドレス、MACアドレス、経路制御、ARP、RARP


インターネットで、相手のノードをどのようにして探して接続するのか、その概念を説明します。IPアドレスとは、ネットワーク層での電話番号のようなもので、インターネットではIPアドレスにより、相手を探して接続するのです。

MACアドレスとIPアドレスの違い

同一データリンク内では、MACアドレスが用いられます。MACアドレスは世界中で重複が起こらないようになっているので、インターネットでも利用できるはずですが不都合なのです。
 MACアドレスはLANカードメーカーで付番されるので、近い番号が世界中にばらまかれています。地域や企業で連続的な番号になっている保証がありません。そのため、MACアドレスで相手との経路を探そうとすれば、世界中のインターネットに接続しているホストのMACアドレスと経路の対応表を作成して保持しなければなりませんが、それは不可能です(データリンク層のレベルでは、同一データリンクに接続するホスト数は数十~数百程度だから可能なのです)。
 それにたいして、IPアドレスはプロバイダや企業などの組織にたいして、階層的に連続的な番号で与えられます(アドレス割当機関)。 そのため、電話の市外局番や代表番号のような取扱ができるので、比較的容易になるのです。

経路制御の方法→バケツリレー

インターネット(ネットワーク層のプロトコルであるIP)は、経路制御(ルーティング)というバケツリレーの方式を採用しています。
 ルータは、自分が接続しているネットワークのIPアドレスを知っています。ルータAが宛先のIPアドレスを知らないときは、ネットワークに接続している他のルータBに聞きます。ルータBも知らなければ、さらにルータBに接続しているルータCに聞きます。このようにバケツリレーをしているうちに、いつかはそのIPアドレスを知っているルータにたどりつきます。
 バケツリレーとは非効率な方法ですが、この方法では多くの迂回路ができるので、通信網の一部に故障があっても、相手と接続できる確率が高くなるのです。もっともアテもなくバケツリレーしたのでは非効率なので、いろいろな工夫がなされています。

ARPとRARP

最後のルータに到達したら、そのデータリンクのなかで宛先のIPアドレスに対応するMACアドレスを知らなければなりません。IPアドレスからMACアドレスを得るためのプロトコルをARP(Address Resolution Protocol)、逆にMACアドレスからIPアドレスを得るためのプロトコルをRARP(Reverse ARP)といいます。


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