CCNA試験勉強対策

ルーティングプロトコル名	策定団体・企業	タイプ
RIP	IETF	IGP
OSPF	IETF	IGP
IGRP	Cisco Systems社	IGP
EIGRP	Cisco Systems社	IGP
IS-IS	ISO	IGP
NLSP	Novell社	IGP
EGP	IETF	EGP
BGP	IETF	EGP

IGPに相当するルーティングプロトコルは、主に自律システム（Autonomous System=AS）内部で使用される。
自律システムとは、サービスプロバイダのような一つの組織などによって管理されているネットワークの集合（システム）を指す用語で、
自律システム番号（AS number）によって識別される。
RIP、OSPFはIETF標準のルーティングプロトコルで、マルチベンダ環境で使用できる。
IGRP、EIGRPはシスコ社独自プロトコルで、Ciscoルータでのみ使用できる。
EGPは異なるサービスプロバイダ同士のような異なる自律システム間で経路情報を交換するために使用されるルーティングプロトコルであり、
EGPとBGPが該当する。

●アドミニストレーティブディスタンス アドミニストレーティブディスタンス（Administrative Distance：管理ディスタンス）とは、各ルーティングプロトコルに定義された値で、
その値を管理値またはアドミニストレーティブディスタンス値という。
管理値が小さいほど信頼性が高いと判断され、同じ宛先への経路情報を複数のルーティングプロトコルで学習した場合、管理値が最小のルーティングプロトコルで
学習した経路情報がルーティングテーブルに登録される。

図解教本sec198 ディスタンスベクタ型のルーティングプロトコルはどのような特徴を持っているか？ ⇒正解　距離と方向を基にして経路を学習する。
●ルーティングプロトコルの特徴
１．ディスタンスベクタ型⇒RIP・IGRP
２．リンクステート型⇒OSPF・IS-IS・NLSP
３．ハイブリッド型⇒EIGRP
４．フローティングスタティックルート⇒ダイナミックルートを優先させることができる。
IGPに分類されるルーティングプロトコルは、アルゴリズムの観点から以下のように分類することができる。

アルゴリズムによるIGPの比較

IGPのアルゴリズムにはディスタンスベクタ型、リンクステート型、ハイブリッド型の三つがある。

●ディスタンスベクタ型
ディスタンスベクタ型は「距離（Distance）」と「方向（Vector）」を基準にして最適経路を計算する。
具体的には、 距離＝宛先に到達するまでに通過するルータの数 方向＝ネクストホップルータと接続している自分のインタフェース として考え、
これらを基準にしてある宛先ネットワークに到達するまでに通過するルータの数が最も少ない経路を最適経路と判断する。
ルータが経路選択に使う判断基準をメトリック（metric）といい、ディスタンスベクタ型ではメトリックとして宛先に到達するまでに通過する
ルータの数（ホップカウント、またはホップ数）を使用する。 但しディスタンスベクタ型では自分と直接接続していないネットワーク情報は
全てネクストホップルータから教えてもらう情報に限定されるため、情報の信頼性は高いとはいえない。 そのためディスタンスベクタ型アルゴリズムに
基づくルーティングは、「routing by rumor」（うわさによるルーティング）とも呼ばれる。

●リンクステート型 リンクステート型は、ディスタンスベクタとは違い、
ネットワークトポロジを正確に把握するアルゴリズムを使用する。データの中から各ネットワーク宛先に対する最適経路をルーティングテーブルに登録する。
但し、大規模なネットワークになるほど計算量が増えてルータに負担をかけるため、リンクステート型のルーティングプロトコルを使用する場合は、
高性能のルータを一般的に使用することになる。

●ハイブリッド型 ハイブリッド型は、ディスタンスベクタ型とリンクステート型の各長所を組み合わせた（Hybrid）ものになる。
ハイブリッド型の代表的ルーティングプロトコルのEIGRPはシスコ社の独自プロトコルであり、IGRPの拡張版に相当する。

●フローティングスタティックルート スタティックルートよりもダイナミックルートはアドミニストレーティブディスタンス値が大きいため、同じ宛先への
経路をスタティックルートとダイナミックルートそれぞれで学習した場合、ルータはスタティックルートを優先する。 これをフローティングスタティックルートと呼ぶ。
スタティックルートよりもダイナミックルートを優先させる場合、以下のコマンドを設定する。
Router(config)#ip route [宛先条件] [ネクストホップIP] [アドミニストレーティブディスタンス値]
フローティングスタティックルートはスタティックルートを適切に設定することにより、１次回線の故障時に２次回線を使用するバックアップの手法となる。
メインの経路は「プライマリ経路」、サブの経路は「バックアップ経路」という。
・フローティングスタティックルートの設定例 Router(config)#ip route 10.0.0.0 255.255.255.0 20.0.0.254 150 ←アドミニストレーティブディスタンス値を
IGRPより高い150に設定し、ダイナミックルートを優先する設定にした。

図解教本sec199ジャンプ問題
13.次のうち、IGPに分類されるルーティングプロトコルはどれか。４つ選択せよ。
A　IGRP/C　EIGRP/D　OSPF/E　RIP⇒正解
14.次のうち、EGPに分類されるルーティングプロトコルはどれか。
B　BGP ⇒正解 15.アドミニストレーティブディスタンス値の特徴はどれか。２つ選択せよ。
A　一般的に複数のルーティングプロトコルで共通の宛先を学習した場合にどの経路を優先すべきか判断する指標として使用される。 D　ルータはこの値が小さい経路ほど信頼性の高い経路と判断する。 ⇒正解 16.ルーティングプロトコルは、ある宛先までの経路情報を複数学習した場合、ある基準に基づいてルーティングテーブルに登録される経路情報を選択するが、この基準をなんと言うか。 B　アルゴリズム ⇒不正解
正解はC　メトリック ルーティングプロトコルは、ある宛先までの経路情報を複数学習した場合、メトリックを基準としてルーティングテーブルに登録する経路情報を選択する。
17.次のうち、ディスタンスベクタ型ルーティングプロトコルはどれか。２つ選択せよ。
A　RIP B　IGRP ⇒正解
18.次のうち、リンクステート型ルーティングプロトコルはどれか。３つ選択せよ。
A　OSPF B　IS-IS D　NLSP ⇒正解

図解教本sec200
ルータが自分の隣接ルータに送信する経路情報を何というか。 ⇒正解
ルーティングアップデート

●ディスタンスベクタ型の経路学習プロセス
１．自分に直接接続されたネットワーク情報を隣接ルータと交換する。
２．定期的にルーティングアップデートをブロードキャストする。
３．ルータ台数が多いほど、コンバージェンス（経路収束）状態に達するまでの時間がかかる。
４．ブロードキャストによるルーティングアップデートが帯域幅、他の機器を圧迫する。
ディスタンスベクタ型のルーティングプロトコルを使用しているCiscoルータは、自分と直接接続されているネットワークの情報を一定時間間隔でブロードキャストして隣接ルータと交換し、段階的にルーティングテーブルを構築する。 RIPの場合は30秒毎、IGRPの場合は90秒毎にルーティングテーブルが各ルータによってブロードキャストでアドバタイズされる。
アドバタイズメントはルーティングプロトコルを設定したルータから開始する。

[ネットワーク図] PC || Network a || [e0] RTA [e1] || Network b || [e0] RTB [e1] || Network c || [e0] RTC [e1] || Network d || PC

●初期状態 ルータAルーティングテーブル

ルータBルーティングテーブル

ルータCルーティングテーブル

初期状態の各ルータは、自分が直接接続しているネットワーク情報をルーティングテーブルに持っており、
自分からそのネットワークに直接到達できるため、ホップ数は0になっている。
この後、各ルータはRIPによるブロードキャスト（アドバタイズメント）で隣接ルータに通知する。
隣接ルータ間で交換される経路情報をルーティングアップデートと呼ぶ。
隣接ルータからのアドバタイズメントを受信した後、各ルータは以下のようなルーティングテーブルを作成する。

●アドバタイズメント受信後のルーティングテーブル

ルータAルーティングテーブル

ルータBルーティングテーブル

※ルーティングテーブル完成 ルータCルーティングテーブル

Ciscoルータは、自分が知っている経路情報を隣接ルータにRIPでブロードキャストする際に、
ホップカウントに自分自身を加えた数のルーティングテーブルを送信する。
例えば、図中のルータAはルータBが未学習で自分に直接接続されたネットワークaのホップ数を1にした上で
ルータBにルーティングテーブルを送信する。

図中の各ルータのルーティングテーブルが1となっている箇所はそれらの情報を持つルータがルーティングアップデートを送る前に
自分自身を加えた値を表している。
ルータBは、ルータAとルータCからそれぞれ未知の経路を学習してルーティングテーブルを完成させた。
次の段階のルーティングアップデートでは、ルータBから学習した情報を基に、ルータAとルータCのルーティングテーブルを完成させ、
このネットワークがコンバージェンスに達する。
ルータBはルータAにネットワークdの情報を伝える前に、ホップ数に1を加える一方、ルータCにネットワークaの情報を伝える前にも
ホップ数に1を加える。 ルーティングアップデートはコンバージェンス後も定期的に行われる。

●最終的なコンバージェンス状態

ルータAルーティングテーブル

※ルーティングテーブル完成 ルータBルーティングテーブル

ルータCルーティングテーブル

※ルーティングテーブル完成 ディスタンスベクタ型の経路学習プロセスでは、コンバージェンスまでに時間がかかる。
図中のネットワークのルータはコンバージェンスまでに最低２回のルーティングアップデート交換を要している。
またルータ以外にIPアドレスを持つ機器、例えばPCなどではブロードキャストを受信するたびにCPUを消費するが、
本来はルータ以外の機器が受信する必要のないトラフィックである。 このようにディスタンスベクタ型ではルータの台数に比例して
コンバージェンスに要する時間が増加し、ネットワークの帯域幅を圧迫する傾向が強い。

図解教本sec201
ディスタンスベクタ型の問題点として考えられるものはどれか。 （２つ選択）
⇒正解

ルーティングループ、無限カウント Routing by Rumor（うわさによるルーティング）と呼ばれるディスタンスベクタ型では
コンバージェンス期間が長いために、「ルーティングループ」と呼ばれる現象が発生する可能性がある。
ルーティングループとは、ルータが誤った経路情報を学習した場合、それらのルータ間でパケットの転送を繰り返すことをいう。
ルーティングループの過程で、ルーティングテーブルが誤った情報で構成されていく。
ルーティングループはディスタンスベクタ型のコンバージェンスが遅いため発生しているもので、例えばルータAがルータBに対し
ルーティングアップデートした後、ネットワークAがダウンした際に、コンバージェンスが遅いためルータAとルータBの間で情報の行き違いが発生する。
ルータAは本来自分からルータBに教えたネットワークAへの経路情報をルータBから再学習し、ルータBはルータAから再学習することでホップ数が
増加し続け、ネットワークAに対するパケットは各ルータ間で転送され続ける。
このルーティングループを止めない限り、ルーティングテーブルのホップ数は増加し続けることになる。
このようにホップ数が増加し続ける現象を「無限カウント（Count to Infinity）」という。
但し、ルーティングループもIPパケットの一部のため、IPヘッダ内にあるTTL値が0になればパケットは破棄されるが、
通常TTL値は255のため、TTL値が0になるまでの時間がかかることになる。

図解教本sec202
隣接ルータから学習した経路情報をそのルータには伝えないという機能は次のどれか。
⇒正解　スプリットホライズン

●ディスタンスベクタ型の問題解決方法
１．ルーティングループの解消＝スプリットホライズン、ルートポイズニング
２．無限カウントの解消＝最大値の定義、ルートポイズニング
３．コンバージェンス時間の短縮＝トリガードアップデート
４．RIPで到達可能な最大ホップ数＝１５ホップ

●ディスタンスベクタ型の問題解決の手法

●スプリットホライズン
スプリットホライズンは、「隣接ルータから学習した経路情報をその相手に教え返しても無意味である」という発想に基づいた機能となる。
スプリットホライズンを使用するルータ同士は互いに相手から教えてもらった経路情報を自分のルーティングテーブルに登録した後は、
自分から送信するルーティングアップデートの中にその経路情報を含めることはない。

●最大値の定義
最大値の定義は、無限カウントの問題を解決するために定義されたホップ数の上限となる。
例えばRIPではある経路のホップ数が16ホップに達した時点でその経路は到達不可能と判断される。
したがって、RIPで到達可能な最大ホップ数は15ホップとなる。
このように最大値の定義に基づいてある宛先ネットワークに到達する経路を使用不可能にすることを「ルートポイズニング」という。

●実際の動作
実際にあるネットワークがダウンした際、スプリットホライズン、最大値の定義、ルートポイズニングは以下のように動作する。
ルーティングプロトコルはRIPを使用しているものとする。
１．ネットワークAがダウンする。
２．ルータAはネットワークAのダウンを検知すると、自分のルーティングテーブル上にあるネットワークAのホップ数を16に変更してルートポイズニングする。
３．ルータAはルータBに対して、ネットワークAがダウンしたことをルーティングアップデートで通知する。
４．ルータBはルータAからの情報を基にして、自分のルーティングテーブル上にあるネットワークAのホップ数を16に変更してルートポイズニングする。
５．ルータBはルータCに対して、ネットワークAがダウンしたことをルーティングアップデートで通知する。
６．ルータCはルータBからの情報を基にして、自分のルーティングテーブル上にあるネットワークAのホップ数を16に変更してルートポイズニングする。
７．ルータBは、スプリットホライズンのルールに基づいて、ルータAに送信するルーティングアップデートにネットワークAに関する情報を含めない。

●トリガードアップデート
スプリットホライズン、最大値定義、ルートポイズニングによりルーティングループは回避されるが、ルーティングアップデートが定期的に送信される以上は
コンバージェンス時間は短縮されない。 この状況を解決するための手法として「トリガードアップデート」がある。
トリガードアップデートとは、ネットワーク上の変更を検出したルータが通常のルーティングアップデートの間隔を待たずに、即座にアップデートを送信し、
これを受信した隣接ルータも自分の隣接ルータに即座にアップデートを送信する。
また、ネットワークが復旧した際（トポロジが変化した際）もトリガードアップデートが送信される。