情報通信ネットワーク(2005/11/11)
Ver. 1.1

目次

Internet の歴史と Routing

IPでは、The Intenetに属する全てのNode間で、通信ができる( packetの交換を可能にする)必要がある。これを実現している仕組がRoutingだといえる。

しかし、誰もが、Internetの黎明期から、今日のInternetの状況を予測していたわけでなく、その結果、Routingの方法も、初期の段階では、その初期のIntenertの単純な状況にのみ対応すればよいだけの簡単なものであった。

しかし、Internetが発展するにつれて、Routingに要求される機能も拡大し、様々なRouting Protocolが必要となった。

今回の話題は、Internetの歴史をRouting Protocol発展の観点から、解説する。

この結果、Routing Protocolの歴史は、Netmaskの扱いに関する歴史であり、それは、同時に、IP Address Block ( =実は、Forwarding Table Entry )の枯渇とでもあったことが説明される。

core router 時代と EGP

初期のInternetは、core routerとよばれる、RingをなしたRouterが中心になっており、そのRouterから各々の組織へのNetworkが継がっているという形だった。

           組織                      組織
         >---+----<               >---+----<
             |                        |        
        +-- R ---- R ---- R ---- R -----+
        |                                     |
        |        core Network              |
        |                                     |
        +-- R ---- R ---- R ---- R -----+
             |                        |        
         >---+----<               >---+----<
           組織                      組織

組織間

• EGPを利用した、Core NetworkでのRouting
• Network Maskは、自然なMask (つまり存在しない)

組織内

• 組織内にはRouterはない( Routingなし)
• リピーター/ブリッジによる組織内LANの構成

Address割り当て

一組織、一( Classical ) Network Address

• 小さい組織( 100以下) Class C (普通の企業の研究所)
• 大きい組織Class A ( Network関係の大企業Sun, HP, DEC )
• 大きくないが小くもない組織Class B (ほとんどの大学)

Class Bという大雑把な割り当て方式と、先着順という安直なIP Addressがが、将来の「IP Addressの枯渇」という問題の原因になっている。

組織内 Routing と RIP

組織内 Routing の必要性

(Class Cはともかく..) Class B以上の組織では、接続Host数が増大し、リピーター(距離の延長/コリジョンドメインの分割なし)、ブリッジ(コリジョンドメインの分割あり/ブロードキャストドメインの分割なし)だけでは、トラフィク量が多過ぎて、混雑してしまった。

固定 Subnet Mask と RIP

Network分割の必要性

Network範囲を知る仕組: Subnet Mask ⁽¹⁾

unixに実装され簡単に利用できる

RIP ⁽²⁾の導入。

• 一(Classical) Network Addressには、一Subnet Mask
• Routing Informationには、Subnet Maskが不要⁽³⁾
• 一(Classical) Network Addressに又がるRouterは、aggregateする⁽⁴⁾。
• 16 HopというHop限界(無限Loopをさける仕組)。⁽⁵⁾
• 全てのSub Networkは、同じ個数のIP Addressが( Hostの有無と無関係に.. )割り当てられることになるので、Dead IPが出現する。

これを、期に、Routingは、二層構造(組織間Routingと組織内Routing )に別れ、独自の発展を行うことになる⁽⁶⁾。

組織内 IP Address の枯渇と VLSM

• 更に、組織内のIPの不足が始まり、dead IPの回収が求められるようになる。
• Subnet毎に、異るSub Netmaskが必要→Variable Length Subnet Mask
• Routing InformationにSubnet Maskが必要→RIPでは駄目、RIP-II, OSPF

Class B Address の枯渇と Super Network Address

IP Address は枯渇していない

一時機、「IP Addressの枯渇」が騒がれたが、実際には、IP Addressそのものが枯渇しているわけではない。

枯渇したのは、次の2つ。

• Class B Network Address :これは、小くない組織に、安易に割当てられた⁽⁷⁾ため、本当に足りなくなった( Classical Network単位での割り当て方式の破綻)。

• B.B RouterのForwarding Table :参加組織が増えたため、組織の間のの通信を行う組織間RouterのForwarding Tableが大きくなった。

  更に、一組織に、複数Class C Network Address⁽⁸⁾を割当るようになったため、Tableのサイズは増大した。

Super Network Address による対応

Super Network Address (複数のClass Cを一つのNetwork Address = table entryとして扱う仕組: Aggregation )が、組織間Routingとして必要になった。

Super Network Addressによって、Classical Network AddressのNatural Maskという考え方が不適切になってきた。

Classに又がるNetwork Aggregationが、B.B. RouterのForwarding Tableのために、導入され。ネットワーク設計におけるAggregation戦略の重要性が認識され、Internet Topologyの再組織化と、ProvidorによるAddress割り当てが行われるようになった。

SOHO Network と CIDR

Internetが一般化し、SOHO ( Small Office, Home Office ) Networkが、行われるようになり、Class Cでも大きすぎて、無駄が生じるようになってきた。この為に、Class Cの一部のAddress Block ( CIDR Block : Classsless Internet Domain Routing Block ⁽⁹⁾ )を組織間Network Addressとして利用できるようになった。

このために、Class CにおけるNatural Network Maskは事実上、無意味になった。

Class A/B の回収と Clasical Address の終焉

Class C同様、Class A (すでに、回収と再利用が始まっている)や、Class B (実験的に、分割した運用が試みらている。回収は始まっていないが、心ある組織は、積極的返却を行っている⁽¹⁰⁾。)も、分割利用が始まっており( BGP-4 )。Class-A/B/Cという呼称も無意味な時代がもうすぐきている。

IPv4 Address は枯渇しているか ?

結論からいえば、Dead IPの回収と、Nat技術⁽¹¹⁾によって、まだ、まだ、対応できる。

しかし、RouterのForwarding Tableの問題は、( IP Address割り当て方法の安易さをうけて.. ) Aggregationが進まないため、未だに大きな問題。

IPv6 時代

IPv4の様々な問題に対応、「RouterのForwarding Tableの問題」にかんしては、「組織的、構造的なIP Addressの割り当て規則」を適用することにより、問題を回避するための対応ができている。

その他にも、Routingの簡易化や、Security / Auto Configurationなどの様々な工夫がなされており、非常に色々と利点があるのにもかかわらず、利用者の対応が遅れており、まだ、一般化はしていない。

参考 Link

• インターネットの歴史
• draft-irtf-routing-history