1. WEB公開版
コンピュータネットワーク
第１０回授業
４種類のルーティング
WEB公開版のため、
内容は大きく抜粋・修正してあります。

2. WEB公開版
法政大学情報科学部
２０１２年度コンピュータネットワーク
２０１２年４月１０日～２０１２年７月１９日
第１回 イントロダクション
第２回 デジタル伝送技術
第３回 誤り訂正と通信の信頼性
第４回 イーサネットとデータリンクの仮想化
第５回 LANの拡張と無線技術
第６回 遠距離通信とインターネットへの接続
第７回 後半授業の準備
第８回 通信の種類とフロー制御の基本
第９回 大規模ネットワークの構築と運用
第１０回 ４種類のルーティング
第１１回 制御パケットとセッション層のネットワーク
第１２回 データグラムとストリームの処理
第１３回 インターネットのインフラストラクチャ
第１４回 ネットワークのモニタリングとチューニング

3. WEB公開版
８種類のトポロジー
フィンガーテーブル
リング ライン
バス
スター
メッシュ フルメッシュ
ツリー

4. 3種類のネットワーク WEB公開版
Last
One
Mile
Public
Network
Private Network

5. 復習（第５回）OSI参照モデル：IPアドレス
とMACアドレス
ネットワーク層
IPアドレス（論理アドレス）で
通信する。
スイッチ、ルータ
はＩＰとＭＡＣの
対応付けをする！
データリンク層
MACアドレス（物理アドレス）で
通信する。
WEB公開版

6. WEB公開版
３つのパケット
ＴＣＰパケット
ポート番号を管理
ＩＰパケット
ＩＰアドレス（論理ア
ドレス）を管理
ＡＲＰパケットｓ
ＭＡＣアドレス（物理
アドレス）を管理

7. WEB公開版
１対１ 通信の種類は３つ
１対多
多対多
TCPは１対１
UDPは１対多
が定石！

8. WEB公開版
ＯＳＩ参照モデル別概要 （トランスポートまで）
１対1
TCPパケット
終端点が接続さ
れた後で使う。
１対多
ＩＰパケット
多数のマシンがルー
タと通信するが、
ルータはブロード
キャストしない。
多対多
ＡＲＰパケット
それぞれのマシン
が不特定多数に
送信できる！

9. WEB公開版 あて先：192.168.0* ルータ： 192.168.0.1
ルータ あて先：192.168.1* ルータ： 192.168.1.1
あて先：192.168.2* ルータ： 192.168.2.1
ＩＰアドレスを処理する
あて先：192.168.0* ルータ： 192.168.0.1
あて先：192.168.2* ルータ： 192.168.2.1
あて先：192.168.1* ルータ： 192.168.1.1

10. WEB公開版
ルータ ルーティングテーブル
あて先：192.168.0* ルータ： 192.168.0.1
ＩＰアドレスを処理する あて先：192.168.1* ルータ： 192.168.1.1
あて先：192.168.2* ルータ： 192.168.2.1
IP:192.168.1.2 スイッチのアドレステーブル
MAC:AA:AA:AA:AA あて先：192.168.1.2 MAC AA:AA:AA:AA
あて先：192.168.1.3 MAC BB:BB:BB:BB

11. ルータの動作：隣へ転送・中継する。
常に隣の
MACアドレスに
書き換える。
リピータ、スイッチ：パケットを中継・転送する。
パケットの内容は変えない。
ルータ：パケットの一部を書き換える。
WEB公開版

12. パブリックネットワークを行く WEB公開版
ルータは
隣のルータの
IPアドレスと
MACアドレスは
知っている！
②
③へ
③
行くべし
⑤
①
④
ここを通るには③の
MACアドレスが必要！

13. WEB公開版
ルーティングのイメージ①
IPパケットが
パブリック
ARPパケットが ネットワークを
送信元のLANを 流れて経路を
流れる 探す

14. WEB公開版
ルーティングのイメージ②
ラストワン
マイルの
パケットが
終端まで届
く！

15. WEB公開版
ルーティングのイメージ③
終端接続後は
TCPパケット
が流れる！

16. WEB公開版
WAN間のルーティング
リンクステート
ディスタンスベクター

17. WEB公開版
ＡＳ – AS：ASはＷＡＮの集合
ＡＳ間はもの凄い量のトラフィックが
流れる！
ＷＡＮの間は、ＡＳの間は
ルータがＩＰ（論理アドレス）を
管理する！

18. 復習（第７回）：ＬＡＮとＷＡＮの特徴 WEB公開版
１対１と多体多
ＷＡＮ ＷＡＮ
ＬＡＮ内は
多対多
の通信
をする！
ＷＡＮと
ＷＡＮの間は
１対１の通信
をする！

19. ディスタンスベクター型 WEB公開版
RIP (Routing Information Protocol)
今のルーティングテーブル
では192.168.1.2と
通信できない！
10.10.0.2が自分のルー
ティングテーブルを
1010.0.1に送信する

20. ディスタンスベクター型 WEB公開版
RIP その２
192.168.0.2と10.10.0.1は
赤の行を見て192.168.1.2
と通信が可能になる！

21. WEB公開版
コンバージェンスとスケーラビリティ
• コンバージェンス：とあるルータのルーティングテーブルの変
更がネットワーク全体に知れ渡る速度
ＯＳＰＦ：高 ＲＩＰ：低い
• スケーラビリティ：ルータ数を増やしていった場合のルーティ
ングテーブル更新時のネットワーク対応速度
ＯＳＰＦ：低 ＲＩＰ：高 ＢＧＰ：高
ディスタンスベクタ型 リンクステート型
更新完了までの速度 遅い 速い
ルーティングテーブルの処理時間 小さい 大きい
コンバージェンスに必要なトラフィック 大きい 小さい
アップデートのタイミング 定期的 変更時
交換する情報 ルーティングテーブル リンクの状態

22. WEB公開版
クラウド内部では？
隣に訊いて
行く リングに幾つかの接続 フィンガーテーブルと
（ディスタンス を足したトポロジーを 併用すると、
ベクタ型） 用いる。 サーバの管理コストが
減少する！
WEBのキャッシュサーバなどにも
使われている！

23. WEB公開版
オーバーレイネットワーク
ルーティング
分散ハッシュテーブルの検索
ファイル配布ネットワーク

24. WEB公開版
Ｃ／ＳモデルとＰ２Ｐモデル
C/S（クライアントサーバ）モデル P2Pモデル
トポロジー：スター型 トポロジー：メッシュ型

25. 新しいトポロジー：７種類のトポロジー
バス
ライン
リング
スター
フルメッシュ
メッシュ
ツリー オーバーレイネットワークではこの２つをよく使う。
WEB公開版

26. WEB公開版
トポロジー Kademlia
2^Nでノードが
枝分かれしていく
木構造を
２分木(binary tree)
という。
ノード間の距離は
XORで計算する。
２分木に応じて符号 001 xor 100 = 101 = 5
（ビット列）を割り当てる。

27. オーバーレイネットワークでの距離
２つのコンピュータ
の物理的距離は
遠いが
ツリートポロジー
での論理的距離は
近い！
WEB公開版

28. WEB公開版
分散ハッシュテーブル
各テーブルの
ＩＰアドレスを
ハッシュ値は
ハッシュ値に変換
ダブっていても可。

29. 分散ハッシュテーブルの検索
００１
０００
分散ハッシュ
テーブル上の
距離が近い
ものを辿る
①
０１０
１０１
③
１００
１０１
②
④
１１０
１０１ ０００
WEB公開版

30. WEB公開版
分散ハッシュテーブルの管理
①Ｂに訊くと
Ｃ，Ｄ，Ｅが返って
来る。
ネズミ算的に
②Ｅに訊くと 高速なテーブ
Ｉ，Ｆ，Ｈが返って ルの拡大が
来る。 可能！

31. WEB公開版
Basic architecture of tracker network
① Ask
Node A (newcomer) ask the
tracker for searching the file.
② torrent download
Tracker provides torrent file.
③ join
Node A queries node B.
④ download
Node A can downloads pieces
of file on swarm network
Seeder has a complete file.
Leecher has pieces of file.

32. WEB公開版
仮想ネットワークでの
ルーティング
Software Defined Network
OpenFlow

33. WEB公開版
復習（第５回）：パケット（ネットワーク）の種類
コントロール（制御） プロトコル
• あて先まで届ける
• 同期を取る 従来この２つは
同じ機器の中に
• セッションを管理する 入っていた！
• 衝突を避ける
データ（情報）
• テーブルを引く
• メッセージを送る
• メッセージを転送する
従来技術では
ネットワークは設定するもので
プログラムするものではない！

34. WEB公開版
Software Defined Network
ネットワークをプログラムできるようにする。
スイッチやルータのコ
ントロール部を分離し
てここに設定する。
スイッチやルータに スイッチやルータには
コントロール部：転送ルール 転送表のみが残って
データ部：転送表 いる。
コントローラから
が一緒に入っている。 転送表や対応する処
理などを
プログラムできる！

35. OpenFlow： コントロールとデータの分離 WEB公開版
OpenFlowコントローラ
OpenFlowスイッチ
NO フローエントリー
ヘッダフィールド アクション
1 Ｌ１ポート番号＝１ 送信先ポート番号＝８０ スイッチの２番Ｌ１ポートからパケットを転送
2 Ｌ１ポート番号＝１ プロトコル種別：ＷＥＢ パケットを破棄

36. WEB公開版
OpenFlowのパケット制御方式１
経路表を見て
パケットを送信 パケットを転送！
① ④
経路表に
エントリが
ある！
③
スイッチは経路表に対応
情報があるか調べる
②

37. WEB公開版
OpenFlowのパケット制御方式２
コントローラが
対応する
ルールを表に
書き込む！
パケットを送信 ④
パケットを
転送！
① ⑤
経路表に
エントリが
ない！
③
スイッチは経路表に対応 (；´Д｀)
情報があるか調べる
②

38. WEB公開版
OpenFlowのパケット制御方式３
⑤コントローラは
パケットを
書き換える！
④スイッチがパケッ
⑤ トをコントローラに
パケットを送信 送る！
パケットを
④ 転送！
① ⑥
経路表に
エントリが
ない！
③
スイッチは経路表に対応 (；´Д｀)
情報があるか調べる
②