新 米 エ ン ジ ニ ア の た め のはじめに
前回はネームサーバーの仕組みについて解説した。ネームサーバーとは、簡単にいうと、人間にとって憶えやすいホストの識初歩 の別子であるドメイン名を、計算機が処理しやすいIP アドレスに変換するための仕組みであった。たとえば読者がMosaic を使ってwww.impress.co.jp という名前のホストにアクセスしようとしたときには、Mosaic のソフトウェアがネームサーバーを利用してインターネット技術

www.impress.co.jp に対応するIP アドレス

《第3回 インターネットへの道》

れる相手ホストに対してどのようにデータを調べ、そのIP アドレスに対してデータを送り出すのである。
では、実際にこのIP アドレスで指し示さが送り届けられるのであろうか？
今回はこのインターネット上でのデータ配送の仕組みについて解説し、前回未解決だった「No route to host 問題」を解き明かしていきたいと思う。

インターネットへの「道」
浅羽 登志也asaba@iij.ad.jp
株式会社インターネットイニシアティブ

しかし、インターネットというものは何かと英語を読まなきゃいけないものなのね、という感じである。不用意にMosaic なん
ぞ立ち上げた日にゃぁ『Welcome to NCSA

前回発生した「No route to host」問題に踏み込みます。インターネットという複雑に接続されたネットワークで、なぜ世界中の特定のマシンと通信できるのか？ という本質的な問題へもいよいよ入門します。
だんだん難しくなってきましたが、インターネットの一番面白いところでもあります。

Mosaic...』なんていわれちゃうし、まぁそれぐらいはわかるにしても、そっから先はあんまり読む気もおこらない。やっぱりいきなり裸の女の子の写真が出てくるとか、まぁ10 歩譲って招き猫が出てくるとかでもいいけれど、そういう楽しい思いだけしながら世の中渡って行くわけにはいかないものかしら。
「No route to host」なんていわれてしまうとまさにそんなブルーな気分にさせられてしまうのである。それでもまぁ仕方がないので気が進まないけど辞書でも引いてみよう。
研究社新英和中辞典（第 5 版）電子ブ
ック版によると、route とは、

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{ラテン語「切り開かれた道」の意から} −つなげて、その先にまたいくつか箱を繋げても使えるようにはならないのである。イ名（C）1 道，道筋；ルート；航路：an airて最終的にイーサネットまで線を繋いでいンターネットへの「道」は意外に険しい。

〜 航空路 ／ the great circle 〜 大圏航路ったはずだ。これで物理的には「道」がで／ take one's 〜 進む，行く．2《米》（牛きたことにはならないか？

乳・新聞などの）配達区域．go the route

いて何やらテストをして、「え〜、あの〜、【野球】《口語》完投する

え〜、これで国内や海外のネットワークに−動他 1 ＋目＋前＋（代）名〈貨物などつながりましたので、え〜、こちらにサイ

それで端末叩

パケット通信ネットワーク
図 1 に典型的なインターネット接続の形態を示す。

を〉…のルートで 発送するby，throughンもらえますかぁ？」といってサインもら

図ではLAN とインターネットの間に1 対： 〜 the goods through the Panamaって帰って行ったから、ちゃんと物理的なのルータが対向で設置され、その間に専用Canal パナマ運河のルートで品物を発送「道」がデータの「道」として機能してい回線が敷設されている。このルータと専用する．

たのではなかったのだろうか？

回線によって、LAN とインターネットとをそうすると、机の上にあるこのホストか結ぶ道が作られるのである。通常はこのよらftp.iij.ad.jp というホスト宛てのデータは、うな道は1 本だけであることが多く、LAN

すなわち『No route to host』の意味はイーサネットを通ってIIJ が置いていった上の複数のホストがこの1 本の道を共有し「ホストへの道がない」ということになる。

「箱」（そうそう、「ルータ」というんだったながらインターネットとの通信を行う。

つまりftp.iij.ad.jp にftp をしようとして、な）を経由してさらにNTT の専用回線をこの接続形態は、1 つのビルの中の内線『No route to host』といわれたということ通ってIIJ のネットワークにまで送り届けら

電話機と公衆電話網との接続形態に類似は、「ftp.iij.ad.jp というホストへの道がなれてもいいはずだ。うーむ、おかしい。
「道」

している。この場合は、図 2 のようにNTTい」ということなのである。

はあるはずじゃないのか？

やNCC などの局内の交換機からビル内のとある。

お、ひょっとして誰かほかの奴がインタ交換機まで加入者電話回線が何本か敷設

じゃアクセスできないのはしようがないではーネットと通信している最中なので、あのされ、ビル内の交換機から構内配線によっないか。しかし困ったもんだなIIJ さんも。

「道」が塞がってしまっているということなて各電話機が接続される。一般的には、複ちゃんと道を作っといてくれないんだから、のかな？

電話だって皆が使っていると話数の電話機が少ない数の加入者電話回線もう。

し中になって使えないことがあるじゃないを共有しながら、外部との通信を行っていか。あれと同じことに違いない！

る。

なーんだ、そういうことか。道がないん

まてよ、でもたしか会社でIIJ のインターそれな

ネット接続サービスに加入したときには、らちょっと待って「道」が空いたころ、ま髭づらで眼鏡をかけて髪の毛を後ろでまとたやってみればいいのかもしれない。

図 1 と図 2 を見比べると分かるように、
ちょうど電話網での交換機がインターネッ

めたちょっと小太りのニイちゃんがやってしかし、待てど暮らせど「No route toトの場合のルータに対応し、電話機がLANきて、NTT が設置していったDSU に線をhost」といわれ続けて、結局いつまで経っ上のホストコンピュータに対応している。

電ルータ

話ルータ
専用線

交換機

交ビ換ル
機内網ビル

LAN
図1 インターネット接続の形態

図2 電話の接続の形態

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そしてどちらのネットワークも、ホストや電ように、LAN 上の各ホストから送出されたグラムを受け取ってから回線上に送り出す話機など複数の端末装置が限られた回線をデータグラムは、すべていったんインターネまでに要する平均時間は増加し、ホストあ共有しているという点で非常に類似していットへの道に至るルータに集められ、そこたりの通信のスループットは減少する。まる。

からさらにインターネット側へと転送されたバッファがあふれるほどの大量のデータていく。ルータは受け取ったデータグラムを受け取った場合には、バッファ容量を超

しかし、この2 つのネットワークには大きをどのホストから来たものかによって区別えた分のデータグラムは破棄されてしまう。

電話網の場合には、加入者電話回線のすることはせず、基本的にLAN 側から届い破棄されてしまったデータグラムは、デー数の電話機しか同時に外部との通信ができた順につぎつぎと回線側へ転送していく。

タグラムを生成したホストが再転送などをない。したがって、図2 の場合には加入者電

これによって、回線が特定のホストの通信することによって通信は続行される。この

話回線は4 本しか敷かれていないので、5 台が終わるまで占有されるということがなくあたりの詳しい仕組みについては、もう少以上の電話機から同時に外部に電話をかけなり、1 本の回線を複数のホスト間でうまし回を重ねてから改めて話すことにする。

ようとした場合には、5 台目の電話機は話く共用することが可能になる。

な相違点がある。

平均的に、同時に通信を行うホストの数し中になって外に電話をかけることができ多くのホストが同時に通信している場合が非常に多くなり、またそれらの通信に要ない。これは外部と電話中の電話機が1 台でも、電話のネットワークのような話し中求される通信容量の総和が著しく回線自体につき1 本の加入者電話回線を占有してしの状態は起こらない。したがって前節の、の容量を上回ってしまうような場合には、まうためである。通話が終了するまでは、誰かほかの奴が占有しているから、というルータ内のバッファが常にあふれてしまい、

たとえ会話をしていないときでも、占有さ推論は的外れだったわけである。通常、ルデータグラムが破棄される確率が非常に高れた経路上の回線や交換機内のこの通話のータは内部にバッファを持っており、受けくなる。このような場合には、事実上通信ための経路設定にかかわっている設備を他取ったデータグラムをいったんバッファにたは行えない。IIJ の営業に電話をして、インの通話が共用することができないのである。

めてから回線側に送り出すので、一時的にターネット接続に用いている回線のアップグレードを相談するときである :-)これに対してインターネットの場合には、回線の容量を超えるデータグラムを受け取

たとえインターネットとの接続用に専用回った場合にもバッファの容量を超えない限

線が1 回線しか敷かれていなくても、LANりはデータを取りこぼすことなく転送する上の複数のホストから同時に外部と通信をことができる。しかしこの場合には、ルー行うことが可能なのである。

タが特定のホストから送り出されたデータデータグラム配送の仕組み

1. IP ヘッダ

この違いは、インターネットがパケット通信ネットワークであることにより生じるものである。
インターネットでは、通信を行う2 つのホスト間でやりとりされるデータは小さな断片に分けられ、それぞれの断片が独立して相手のホストまで配送される。一般的にこのデータの断片のことを通信の世界ではパケットと呼ぶ（TCP/IP の世界ではこのルータパケットのことをデータグラムと呼んでいルータ専用回線る）。データグラムは、送り元のホストから送り先のホストまで至る経路上にあるルータにより、つぎつぎに転送されていく。
重要なポイントは、送り出すデータをデータグラムに分割してやることにより、特定のホスト間の通信が、途中の経路上の回LAN線やルータ上の設備を占有してしまうことがなくなるということである。図 3 に示す

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図3 データグラムの配送

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新米エンジニアのための初 歩 の イ ン タ ー ネ ッ ト 技 術

データB分

割
経路選択

データ1

データ2

データ3

データ1

データ2

データ3

ヘッダの付加

AC

データグラムの送出
図4 IP データグラムの送出

図5 ルーティング

IP データグラムは、それぞれが独立に配元ホストのIP アドレスをソースアドレスィング（routing）』と呼ばれる動作である。

送される。独立に配送されるためにはそれ（Source Address）、送信先ホストのIP ア

図 5 に示すルータは、A、B、C の3 つのぞれのデータグラムがどのホスト宛てである

ドレスのことをデスティネーションアドレス

ネットワークインターフェイスをもっておかや、またどのホストから発信されたもの（Destination Address）と呼ぶ。送信元ホり、それぞれイーサネット、専用回線、であるかなど、配送に必要な情報を各デーストから送信先ホストに至るまでの経路上FDDI の物理ネットワークに接続されていタグラムに付加して送る必要がある。また、のルータは、IP データグラムのヘッダに指る。図中の四角はデータグラムを表し、矢アプリケーションが大きなデータを送ろう

定されているデスティネーションアドレスを印は転送される方向を表している。同じパとした場合には、そのひとまとまりのデーもとに、順次データグラムを転送していく。

ターンをもった四角は、同じインターフェタをいくつかのデータグラムに分割して送ったり、また途中のルータで、受け取ったイスから送出されることに注意してほしい。

2. ルーティング

データグラムを送り出すインターフェイ

ものよりもさらに細かくデータグラムを分割

ルータは図 5 に示すように、一般的に複スは、データグラムヘッダに示されるデスしなければならないような場合もある。こ数のネットワークインターフェイスをもってティネーションアドレスをもつホストに、よのような場合には、受け取り側のホストで、おり、それぞれのインターフェイスはLANり近づくようなインターフェイスが選ばれいくつかのデータグラムをまとめてもとのデに接続されていたり、専用回線等を用いてる。したがって、ルータは、それぞれのデータを再現した上でアプリケーションに渡離れた場所にあるルータに接続されていたスティネーションアドレスをもつホストが、す必要があるが、そのためには、データグりする。ルータの役割を一言でいえば、こ自分のもっているインターフェイスのうちラムのどれとどれをまとめればもとのデータれらのインターフェイス間を転送されるデどのインターフェイス経由で到達できるのが再現できるのかを示す情報が必要である。

ータグラムの交通整理のようなものである。

かをあらかじめ知っていればいいことにな

このようなデータグラム配送に必要ないくルータは、インターフェイスから受け取っる。

つかの情報は、決められたフォーマットでたデータグラムのデスティネーションアドレ

もう少し厳密に考えれば、イーサネットまとめられ、データグラムの先頭に付加さスを調べ、それをもとに次に送り出すべきのような媒体の場合には、1 つのインターフれる。この付加された部分をヘッダという。

インターフェイスを決め、そのインターフェイスに接続されている物理ネットワーク

データグラムの送信元のホストや送信先ェイスからデータグラムを送り出す。この上に複数のルータがある場合がある。こののホストは、ヘッダの中ではそれぞれのホようなルータの動作は、データグラムがたような場合には、インターフェイスだけでストのIP アドレスにより指定される。送信どっていく道を決めるものであり、『ルーテは不十分で、その先の複数のルータのうちインターネットマガジン／株式会社インプレスR&D©1994-2007 Impress R&D

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1. データグラムのヘッダ部分からデスティどのルータに届ければいいのかも分かって部のみに着目して、そのネットワーク部を割いなければいけない。この次にデータグラり当てられている組織の入り口まで運んでムを転送すべきルータのことをネクストホやればいいのである。組織内で最終的な配2. 次にデスティネーションアドレスとルーップ（Next Hop）と呼ぶこともある。

ネーションアドレスを取り出す。

送先のホストまでデータグラムを運ぶのは、ティングテーブルの各エントリのMask フ

さらに、配送先のホストに至る経路が複その組織に任せてしまえばいいのだ。つまールドの値とビットごとにAND 演算を行数存在する場合には、複数のインターフェりインターネット上のルータは、ネットワーい、その結果とDestination フィールドイスのうちどのインターフェイスに送り出しクアドレスのみの情報さえもてばいいことの値とを比べていく。ても、特定のデスティネーションアドレスになる。これで、もつべき情報は数百万のオ

3. マッチングが取れたもののうち、もっとをもつホストに到達できることも考えられーダーから数万のオーダーまで下げられる。

も長いマスクをもつものを選び出す。

る。したがって、それらの複数の経路間でさらに、最近では組織に対して複数のネ

4. 選ばれたもののうちメトリックが最も小より近い経路を選ぶためのパラメータも必ットワークアドレスを割り当てる際には、要になる。このパラメータのことを経路のCIDR の方式で割り当てられているので、5. 選んだエントリのNext Hop フィールドにメトリック（Metric）という。

複数のネットワークアドレスをひとまとめ示されたアドレスに対して、データグラ

しかし、ちょっと待てよ。現在インターに表 現 できるはずである。 たとえば、ムを転送する。

ネット上にはいったい何台のホストがあるの192.244.180.0、192.244.181.0、だろう？ たしか何百万台というオーダーだ

192.244.182.0、192.244.183.0 の4 つのクラったはずだ。本当にそれらすべてのホスト

スC のネットワークアドレスを、共通部分さて、先程、インターネット側から見れがどっちにあるかなどという情報を、すべである192.244.180.0 と、どこまでが共通部

ば、ある組織のネットワークに関しては、てのルータが知っているのだろうか？ 単に分かを示すネットマスク255.255.252.0（もその入り口までデータグラムを配送すれば、それだけの情報を保持しているということ

しくは、先頭から共通なビット数を用いて、そこから先は組織の中で何とかすればいいだけでも結構気が遠くなるのに、世界中に192.244.180.0/22 とも表現できる）との組という話をした。これとは逆の発想で考え広がっているインターネット上でどうやっによってひとまとめにすることができるのでると、じゃあ、組織の中では、組織の中のてそんな情報をやりとりしているのだろう？

ある（これはサブネットと逆の発想である

経路だけ考えて、組織外のホスト向けのデここで、連載第1 回目のIP アドレスの話ことからスーパーネットとも呼ばれる）。

ータグラムに関しては、組織からの出口まさいエントリを選ぶ。

3. デフォルトを思い出してほしい。各組織には1 つもししたがって、各ルータでデータグラムをで配送して、そこから先はインターネット

くは複数のネットワークアドレスが割り当

インターフェイス間でうまく振り分けるた側に任せてしまえばいいことにならないか？

てられており、それらをサブネットに分割めには、図 6 に示すような表をもっていれこの発想で導入されたのがデフォルトしたりとか、サブネット内でホストにアドばいいことになる。このような表のことを、（default）の考え方である。また英語だよ

レスを割り当てたりとかは、基本的には組ルーティングを行うための表であることか…などと顔をしかめないでほしい。それほ織の中のネットワークで閉じているはずでらルーティングテーブルと呼ぶ。

ど難しい考え方ではない。一般的には組織ある。したがってインターネット側から見ルータはデータグラムを受け取ると、次内のネットワークとインターネットとの接続れば、ともかく配送したいデータグラムののようなステップでデータグラムの行く道をは1 か所で行われることが多い。このようデスティネーションアドレスのネットワーク決定する。

な場合、組織内のルータではインターネッ
ト上のすべてのネットワークに対する経路

Destination

Mask

Next Hop

MetricInterfaceをもっている必要はなく、組織内のネットワークの経路に関する情報と、それ以外は、

199.29.218.0

255.255.255.0

192.244.176.210

5B

192.244.180.0

255.255.252.0

192.244.191.10

3

A

202.26.208.0

255.255.240.0

192.244.176.210

7B

192.244.181.0

255.255.255.0

192.244.190.4

2

C

ともかく組織の外部になるわけなので、インターネットへの出口に至るための経路情報のみもっていればいい。たとえばクラスCのアドレスを1 つだけ割り当てを受け、それをサブネットしてネットワークを運用し関する経路情報と、それ以外のデスティネ

図6 ルーティングテーブル

132 INTERNET MAGAZINE NO.4ているような組織では、そのサブネットにインターネットマガジン／株式会社インプレスR&D©1994-2007 Impress R&D

新米エンジニアのための初 歩 の イ ン タ ー ネ ッ ト 技 術ーションに到達するためにデフォルトの経路として外部に出るための経路のみをもっていればいいことになる。
図 7 に示すネットワークでは、インターネット

192.244.177.0 というクラスC のネットワー

R1

クをサブネットして運用しており、外部へ192.244.177.1の経路はデフォルト経路を用いているとす

サブネット1る。すると、R2 というルータがもっている

192.244.177.0 255.255.255.240

192.244.177.2

ルーティングテーブルは図7 のようになる。
自分自身が直接つながっているネットワ

192.244.177.17

ークに対する経路のNext Hop は、そのネ

R2 192.244.177.33

ットワークに接続しているインターフェイスにつけられたアドレスになる。自分自身

サブネット2が直接つながっているネットワーク上にあ192.244.177.16 255.255.255.240

サブネット3
192.244.177.32 255.255.255.224
192.244.177.34

るホストに対しては、もはや他のルータに頼る必要がなく、自分自身で、直接そのホR3ストに対して送り出せばいい。これの仕組

192.244.177.65

みについては、次回にゆずることにする。

サブネット4R2 のルーティングテーブルでは、クラス
C のネットワーク192.244.177.0 のサブネッ

192.244.177.64 255.255.255.240
図7. 組織内の経路とデフォルト

ト以外のデスティネーションに関しては、すべて外部に接続しているR1 に対してデフ

Destination

Mask

Next Hop

Metric Interface

192.244.177.0

255.255.255.240

192.244.177.2

0E1

192.244.177.16

255.255.255.240

192.244.177.17

0E2

192.244.177.32

255.255.255.224

192.244.177.33

0E3

192.244.177.64

255.255.255.240

192.244.177.34

1E3

192.244.177.1

2E1

ォルト経路を用いて転送を行うような設定になっている。このようにデフォルト経路を用いることによって、何万という数のネットワークに対する経路の情報をもつことなく、しかもインターネット上のすべてのホストと通信を行うことが可能になる。しかし、これは大前提として、R1 から一歩インターネット側に出たところにあるルータで、目的のデスティネーションに至る経路

default
図8 R2 のルーティングテーブルの情報をもっているという条件つきである。
もちろん、その、インターネット側に一歩できないのである。ホストがデータグラムをを責任をもって目的地に向かって転送しな出た所でも同様にデフォルト経路を用いる

送り出すときにもルータがデータグラムをければいけないという状況は通常あまり起こともできる。これに関しては次回にもう転送するときと同様に、ルーティングテーこらないので、とりあえずは、どこか最寄少し詳しく解説する。

ブルをもっていなければ、どのルータにデーりのルータをデフォルト経路として指定しタグラムを渡せば目的のホストまでそれをてしまえばいい。実際、PC 上のTCP/IP ソ運んでもらえるのか分からないのである。つフトでは、デフォルト経路しか指定できなおわりにまり、この問題の答えは、そのホストがいようなものも結構ある。じゃあ、その設で、「No route to host」問題はどうなっ

ftp.iij.ad.jp というホストのもつIP アドレス定の仕方に関して書けって？ うーむ、とたかって？ おっと、1 つ重要なことを忘れに関する経路情報をもっていないというこ

りあえずインターネットマガジンのバックナていた。すべてのホストもルータと同様に、とだったのだ。

ンバーをデフォルト経路として採用するこ

ルーティングテーブルをもっていないと通信ホストの場合には、他人のデータグラムとにしよう :-）インターネットマガジン／株式会社インプレスR&D©1994-2007 Impress R&D

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