■ 二重ルータの構築について ～ルータが分かれば怖くない～

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## １．ご挨拶
　こんにちは、多機能発信者　零壱(ゼロイチ) テクトです。

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　今後、Qiitaでは、ネットワークやプログラム関連について
　特に学生や初心者の方などの何かしらの足しになれば、と
　情報を配信していきたいと思います。

## ２．2台目ルータの導入について
　さて今後、配信や発信にあたり、僕の家のルータは、
　ホームゲートウェイ(以後HGW)という
　ルータと終端装置(後述)が合体した機器が、プロバイダ/回線会社様から
　レンタルされているのですが、このHGWは性能は悪くないのですけど

　とてもスマートではない（賢くない）子なので
　HGWの下にスマート（賢い）なルータをつないで
　賢い方で通信できるようにしたいと思います。

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　この構成によって、HGWを弄る事なく、家族の通信を邪魔せず
　今後の実験や検証ができるようになる予定です。

 ![02.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/4049822/c60ba635-fc75-4f26-b71e-3586e9d20835.png)

　また、HGWは回線利用上外せないので、HGWの負担を減らして
　賢いル―タの方で、なるべく重たい処理を任せる事が可能になります。

## ３．二重ルータとは
　さて、その実験や検証をするには、ルータ機能を持つHGWの
　更に下に同じような機能を持つ別のルータを繋ぐ
　という必要性が出てきます。

　実はこの **「ルータにルータをつなぐ」** という二重ルータ構成。
　通信ができない問題が非常に起きやすい事で有名です。

　ですが、実際にはちゃんと理解していれば
　全然問題なく使える構成だと、僕は思っているので

　この問題を解決するのに必要な部分だけ
　**「ルータ」** の機能と仕組み
　**「ネットワーク」** の仕組み
　を少し説明させて頂きます。

## ４．ルータとは
　の前に、終端装置、について軽く説明します。
　これは、光回線のインターネット、を使ってる人は
　光ケーブルをLANケーブルに変換する装置/機能だと思ってください。
　この回線終端装置を主に **「ONU」** と呼びます。

　このONUとPCを直接つなぐとインターネットができるのですけど
　これだと一台しかインターネットに繋げません。
　そこで **「ルータ」** が登場します。

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　一般的に家庭用に使うルータは
　 **「インターネット」** と **「自宅のネットワーク」** を
　つなげてくれる役割を持ち
　結果として、複数のPC/スマホをインターネットにつなげてくれます。
　
　またこの時ルータは
　その **「自宅のネットワーク」** の中で **「通信の整理」** をおこなう
　出入口の役割も持っています、この出入口の機能を **「ゲートウェイ(以後GW)」** 
　と呼んでいます。

![04.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/4049822/95106e99-4603-4fb5-8761-2cca85a859af.png)

　そう、HGWとは、家庭用ネットワークのゲートウェイ装置の事で
　ルータの事を指しているのですね。
　単にルータではなく、ONUなどの機能も持つことから
　一般的に「ONU」と「ルータ」が合体した機器を **「HGW」** と呼んで
　「ルータ」と区別しています。

## ５．IPアドレスとネットワークとは
　詳細は六法全書くらいあるので割愛しますが。

　**「IPアドレス」** は、そのネットワーク内の住所の役割をする番号で
　主にHGW/ルータが、初めて接続しにきたPCやスマホへ
　住所の番号を与えてくれます。

　よくある番号は、 **192.168.1.2** 、といった番号です。
　ここにサブネットという設定があるのですが
　これは一般向けの **255.255.255.0**  固定として進めます。
　 **「IPアドレス」** と **「サブネット」** この2つの番号がセットで使われます。
　
　先の番号では、 **「192.168.1.2」** という番号のお話をしました。
　これは **「192.168.1」** 番ネットワーク内の
　 **「.2」** 番という住所を貰ったという事です。
　この貰える住所は基本的に唯一無二です。
 
　同じネットワークに同じ番号があったら、どっち宛から分からなくて
　間違った方に通信してしまう可能性があります。
　
　また、お作法として、HGW/ルータのIPアドレスは **「.1」** 番である事がほとんどなので
　このネットワークでは、出入口のGWとして機能する **「HGW」** は
　 **「192.168.1.1」** の住所になります。

:::note info
　※この4つに区切った住所番号は、それぞれ 0～255まで使えます。
　　なのでアドレスでいうと 0.0.0.0～255.255.255.255まで
　　使えるという事ですね。
　　また。頭の「0」番と、最終末尾「255」番は
　　特別な番号なので使えません。
　　ここでは1～254が使える範囲になります。
  
　※192.168.～、というのも一般的に使われる理由があるのですが
　　ここでは割愛します。
:::

  ![05.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/4049822/c7bdad92-577d-48cd-816d-e535af4c10cb.png)
  
　先ほどのルータの話と合わせると
　**「HGW」** や **「ルータ」** は、
　**「インターネット」** と **「192.168.1」** 番のネットワークを繋ぐ装置で
　**「192.168.1」** 番ネットワーク内の **「.1」** という住所にいる
　**「通信の交通整理」** をしてくれる **「GW」** という機器になりますね。

## ６．実際に起きる問題
　長々と技術論を読んで頂きお疲れ様でした。もう少しです。

　さて実際問題として二重ルータの問題は、
　勘違いなのかミスかで、設定が間違っている事多く
　その中でも特に多いのは、同じアドレス帯にしてしまう事です。

![08.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/4049822/05e95352-90a9-4ae0-905d-791f69426db6.png)

　まずは接続についてです。
　一般的なルータでは、 **「WAN」** というポートがONUとつないだり
　インターネットなどにつながる上位ネットワークの接続口。
 
　**「LAN」** というポートがルータがアドレスを払い出す下位のネットワーク
　の接続口になっています。

　なので、先ほどのHGW～ルータの接続というと
　`インターネット`～～～`WAN/HGW/LAN`～～～`WAN/ルータ/LAN`～～～`PC/スマホ`
　という実接続になります。　

　家庭用ルータやHGWは、取り付けてすぐ使えるのがウリですが
　そのアドレスを気にせず接続した場合に、問題が発生しやすくなります。

　HGWのIPアドレスと、ルータのIPアドアレスが同じだと
　お互いの管轄で同じアドレスが多発して
　通信の交通整理が機能しなくなります。

 ![07.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/4049822/429900a5-3076-4379-b868-9013b1c74c58.png)

　例えば
　HGWのネットワークが **「192.168.1.x」** で
　HGW自身のアドレスが **「192.168.1.1」** の場合
　本来このネットワークの出入口の交通整理しているのは
　HGWだというのは分かりますよね？

　このHGWの下に接続したルータも **「192.168.1.1」** のアドレスだった場合
　同じネットワークに同じ番号のGWが2つある
　或いは、同じ番号のネットワーク同士が接続している、という問題が起きてしまい
　通信をすると、どこのネットワークのどこのGWが分からなくなってしまい
　通信ができなくなってしまいます。

 ## ７．実際に解決する方法

　最終章です。ここまで読んで頂きありがとうございます。

　さて、先ほどの通り問題点は **「同じネットワーク」** を繋いでしまう
　或いは同じアドレスのGWを繋いでしまう、
　のが問題であると分かりました。

　では、結論も分かるでしょう。
　アドレスを変えて、どちらかのネットワークを
　別のネットワーク番号に変えてあげれば良いのです。

 ![09.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/4049822/7c03cb0a-e649-48e4-a1c3-123362ec19f7.png)

　HGWのネットワークが **「192.168.1」** なら
　ルータのネットワークは **「192.168.11」** など
　被らないアドレス/ネットワークにすれば解決です。
　もちろん、GWのアドレスも、それぞれに合わせてあげてください。

　 **「192.168.11」** のネットワークなら
　それを払い出すルータのアドレスも **「192.168.11.1」** といった具合です。

　また、家庭用ルータであれば、WANポートがインターネット向けになってて、
　HGWからアドレスを貰える設定になっていない事が多いので
　ルータのWANポートの設定を、DHCPクライアント・DHCP自動取得、
　といった設定に変える必要があるかと思います。

　 **「DHCPクライアント」** や **「DHCP自動取得」** という機能は
　HGWのDHCPサーバという機能から、自動で払い出されるIPアドレスを
　貰うための設定です。そうでない場合、PPPoEなど
　インターネットにつなぐ事を前提にした設定が入っている事が多いです。
 
:::note info
※補足１※
　上記例のHGW～ルータという接続の場合、
　HGWに繋いだPCと、ルータに繋いだPC間は、基本的に通信はできません。
　家庭用でこの二重ルータに設定した場合、HGWにはルータ以外つながず
　ルータに全て接続するか、インターネットをするだけなら
　HGWでもルータでも使えます。

※補足２※
　たまに二重ルータにしても問題ない人がいるのは
　HGWのネットワークが192.168.11.0とかで
　買ってきたルータが最初から192.168.1.0だと
　この問題が起きないため、使えるという事になります。
:::

## ８．最後に──僕の場合──
　さて、最後のおさらいです。
　先ほどの知識を持って僕の自宅のネットワークを見てみましょう。

 ![10.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/4049822/aa7a1dbb-5074-4bdc-afb9-f039d2aad869.png)
 
　HGWの自宅ネットワーク側は、 **「192.168.0.0」** のネットワークで
　HGWは **「192.168.0.1」** のアドレスを持っています。

　このHGWは、LAN1,LAN2,LAN3とポートがあるのですけど
　家族用のルータ1号機が、LAN1に接続しているので
　実験用として追加のルータ2号機は、LAN3を使う事にします。

　幸いネットワークさえ分けてしまえば、細かい設定は不要で
　通信ができます。特に上位のHGWは弄る必要は今のところないです。

　下のルータ2号機には、WANの設定がDHCP自動取得
　LANには、DHCPのIPアドレス払い出して、 **192.168.20.0** を割り当てて
　ルータ2号機のアドレスは、 **192.168.20.1** とします。

　これで接続すると、ルータ2号機のWANには、
　HGWから **192.168.0.3** といったアドレスが払い出されて
　ルータのWifiに接続したPCには、ルータから **192.168.20.2** と
　いったアドレスが払い出されました。

　以上で二重ルータでもインターネットが使えるようになりました。

　この状態では、HGWが賢くないので、HGWにつないだPC/スマホと
　ルータ1号機(又は、ルータ2号機)につないだPC/スマホの間での通信できませんが
　これは仕方ありません。
　いまのところ同じネットワーク内のみで通信が可能になります。

　ひとまず、HGWに繋いでも、ルータ1号機、2号機のそれぞれにつないでも
　インターネット自体はする事が可能です。

　以上、ご清聴ありがとうございました。
　どこかの誰かの何かの足しになれば幸いです。

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