ルーターは、受信したパケット内のIPアドレス情報に基づいてパケットを転送するハードウェアまたはソフトウェアです。宛先IPアドレス情報に基づいてパケットをルーティングすることが最も一般的ですが、一部のルーターは、ソースIP情報に基づいてパケットをルーティングするように構成できます。
ルーターは、OSIモデルのネットワークレイヤー（レイヤー3）でほとんどの作業を行います。ルーターは1つのインターフェイス（片腕のルーター）で機能することができますが、通常、少なくとも2つのネットワークインターフェイスがありますが、より多くの物理的および/または論理インターフェイスを持つことができます。
ルーティングテーブル
ルーターは非常に複雑なネットワークデバイスであると考える傾向がありますが、実際には、メモリにロードされたいくつかの単純なルールに基づいてネットワークルーターがルートルートします。これらのルールは、ローカルルーティングテーブルに依存しています。パケットがルーターに入るとルーティングが始まります。ルーターは、受信したフレームからレイヤー2の情報をストリップします。
ルーターが宛先IP情報（ルーティングの最も一般的な形式である）に基づいてルーティングするように構成されている場合、ルーターは各パケットの宛先IPアドレスを検査し、パケットを正しいポートに送信します。ルーターはルーティングテーブルを使用してこの決定を下します。基本的に、それは一言で言えば完全なプロセスです。ルーティングテーブルは、パケットを適切な目的地に転送するプロセスの鍵です。
ルーティングテーブルの各行は、単一のルートを定義します。各列は特定の基準を識別し、ルーターが転送しようとしているパケットに最適なルートと一致させることができます。
- ネットワーク宛先：ルーターが知っているすべてのネットワークインターフェイス、ローカルサブネット、およびリモートサブネットがリストされます。
- NetMask：サブネットマスクは、IP情報と組み合わせて使用され、IPアドレス内のネットワークIDとホストIDを決定します。ルーターはこの情報を使用して、検査中のパケットとルーティングテーブルにリストされているアイテムの間に一致があるかどうかを判断します。一致がある場合、ルーティングテーブルのインターフェイス列は、パケットを送信するインターフェイスをルーターに伝えます。
- デフォルトルート：
0.0.0.0のネットワーク宛先を示す最初のエントリは、ルーターのデフォルトルートと見なされます。ルーティングテーブルの他のエントリが一致しない場合、ルーターはパケットをデフォルトゲートウェイに送信します。デフォルトのルートは非常に重要です。これにより、ルーターがルーティングテーブルの別のエントリと一致する場合を除き、すべての着信パケットで何をすべきかをルーターに正確に伝えるためです。
ルーターは、ルーティングテーブルを使用するデバイスのみではありません。ネットワーク上のすべてのTCP/IPホストには、ルーティングテーブルがあります。 1つのNICを備えたコンピューターには、非常にシンプルなルーティングテーブルがあります。接続されているサブネットに関するいくつかのエントリがあり、デフォルトのルートのエントリがあります。ただし、一部のコンピューターには複数のネットワーク接続がある場合があります。したがって、ルーターと同様に、コンピューターは同じプロセスを使用して、IPパケットを送信するために使用するネットワークポートを決定します。
複数のネットワークアダプターを備えたデバイスの場合、マルチホームシステムとして知られています。また、ルーティングテーブルにメトリック列があることに気付いたかもしれません。メトリックは、このルートを使用するコストを定義する相対値です。
TCP/IPが宛先ノードに到達するために複数のルートを使用できる場合、最低メトリックのルートを使用します。 TCP/IPノードがそのルートの1つが利用できないと判断した場合、メトリックを調整するか、テーブルからルートを削除します。
静的および動的ルーティング
ルーティングテーブルは、 2つの方法を使用して入力されます。情報が手動で入力される（静的）か、隣接するルーターなどの他のソースからのルートについて（動的）（動的）学習することができます。静的ルーティングは完全に正常に機能しますが、大規模なネットワークでは、特にネットワークレイアウトが定期的に変更された場合、これらのテーブルを維持することは困難な場合があります。
完全なメッシュトポロジでは、リンクがダウンし、ネットワークデバイスが変更され、他の要因がネットワークルーターの管理の増加に追加される可能性があります。動的ルーティングを使用すると、ルーターが独自のルーティングテーブルを管理できるようにします。
インターネットルーティング
パブリックインターネット上のルーターは、 RIPやOSPFなどのルーティングプロトコルとルーティング情報を共有しません。自律システム（AS）と呼ばれる概念を使用します。自律システムは、IANAによって割り当てられたグローバルに一意の自律システム番号（ ASN ）を使用します。
IPアドレスをルーターのインターフェイスに割り当てるように、IANAによって割り当てられたASNを使用するようにルーターを構成します。自律システムは、外部ゲートウェイプロトコル（EGP）を使用して互いに通信します。
AS内のネットワークは、インテリアゲートウェイプロトコル（IGP）として知られるプロトコルと通信します。パブリックインターネットの場合、コミュニティは、 Border Gateway Protocol（BGP）として知られるASとの間の通信のための1つのプロトコルに落ち着きました。
距離ベクトルルーティング
距離ベクトルルーティングプロトコルは、TCP/IPルーティングの世界に最初に表示されました。距離ベクトルルーティングプロトコルは、通常、LANルーターで使用されます。すべての距離ベクトルルーティングプロトコルの基礎は、何らかのコストのコストです。ルートのコストは、ソースネットワークとターゲットネットワーク間のインターフェイスの数であるホップカウントで構成されています。
ネットワークから1つ離れたルーターが1つ離れていた場合、そのルートのコストは1になります。RIPまたはルーティング情報プロトコルは、距離ベクトルルーティングプロトコルの例です。距離ベクトルルーティングプロトコルは簡単に実装および管理できますが、制限があります。
たとえば、ターゲットネットワークへの複数の経路がある場合があります。 2つのホップを備えたパスは、非常に高速なリンクで構成されている場合がありますが、 1つのホップ付きパスは非常に遅いリンクです。このため、メトリックはルートに割り当てられているため、ルートの総コストの一部として計算できます。
より高速なリンクには、ルーターが宛先ネットワークへの最速のパスを選択することを確認するために、遅いリンクよりも低いメトリックが割り当てられます。距離ベクトルルーティングプロトコルは、特定のネットワークに到達するために総コストを計算し、そのコストを他のすべてのルートの総コストと同じネットワークに到達させることを比較します。次に、ルーターは最低のコストでルートを選択します。距離ベクトルルーティングプロトコルを使用したルーターは、ルーティングテーブルを互いに交換します。
リンク状態ルーティング
速度や帯域幅などの距離ベクトルルーティングの制限の一部があるため、より最適なルーティングプロトコルが開発されました。リンク状態の動的ルーティングプロトコルは、ルーティングテーブルを動的に交換する多数のルーターを備えたネットワークにとってより良いオプションです。
リンク状態ルーティングは、ネットワークの変更時にルーティング情報のみを送信し、指定された間隔でルーティングテーブル全体を送信するのではなく、変更のみを送信します。 Open Shortest Path First（OSPF）は、最も一般的に使用されるIGPです。 OSPFは劇的に速く収束し、RIPよりもはるかに効率的です。 RIPとは異なり、OSPFはルーターの複雑なプロトコルです。
