インターネットルーティング

インターネットルーティングの定義

インターネットルーティングは、ネットワーク間でデータパケットを意図された宛先に向けて指示するプロセスを指します。これは、さまざまな相互接続されたネットワークを通じて、データが送信元から宛先へ移動する最も効率的な経路を決定することを含みます。

インターネットルーティングの仕組み

インターネットルーティングは、ルーティングプロトコル、ルーティングテーブル、パケット転送、およびルーター間の相互接続に依存する複雑で動的なプロセスです。以下に、インターネットルーティングがどのように機能するかを示します:

ルーティングプロトコル: データパケットの最適な経路を判断し、ルーティング情報を交換するために、ネットワークはBorder Gateway Protocol (BGP)、Open Shortest Path First (OSPF)、およびRouting Information Protocol (RIP)などのルーティングプロトコルを使用します。これらのプロトコルは、ルーターがネットワークの宛先とそれらに到達するための推奨経路に関する情報を交換し、通信することを可能にします。
ルーティングテーブル: ルーターは、ネットワークアドレスとそれらに到達するための最適な経路に関する情報を含むルーティングテーブルを維持します。各ルーターのルーティングテーブルは、隣接ルーターから受信した情報を使用して継続的に更新されます。ルーターがデータパケットを受信すると、ルーティングテーブルを参照して、パケットの次のホップ、つまり目的地に向かう経路上の次のルーターを決定します。
パケット転送: 最適な経路が決定されると、ルーターはルーティングテーブルの情報に基づいてデータパケットを転送します。各ルーターは、ルーティングテーブルやネットワークの混雑、その他の要因を考慮に入れて、パケットを次にどこに転送するかを独立して決定します。このプロセスは、パケットが効率的な方法で目的地に近づくことを保証します。
相互接続: データパケットは、複数のルーターを通過し、それぞれがパケットを宛先に近づけるように転送し、意図されたネットワークに到達するまで続きます。ルーターは物理的なリンクや仮想接続を介して相互に接続されており、グローバルにわたる複雑なネットワークインフラストラクチャを形成します。

防止とセキュリティ対策

インターネットルーティングのセキュリティと信頼性を確保するために、いくつかの予防策を実施することができます。

ルートフィルタリング: 正しくないルーティング情報の伝播を防ぐためにフィルタを実装します。アクセスコントロールリスト(ACL)やプレフィックスフィルタを使用することで、ネットワークオペレーターは受け入れられるルートと伝播されるルートを制御し、不正なルーティングアナウンスがネットワーク全体に広がるのを防ぎます。
BGPセキュリティ: Border Gateway Protocol (BGP)は、ルートハイジャックやスプーフィングなどのさまざまなセキュリティ脅威に対して脆弱です。BGPsecなどの暗号化手法を採用することで、BGP通信のセキュリティを確保し、ルーティング情報の信憑性と整合性を保証できます。
ルート検証: Resource Public Key Infrastructure (RPKI)は、ルーティングアナウンスの発信を検証するために使用されるメカニズムです。暗号的に署名されたルーティングアナウンスを使用することで、ネットワークオペレーターは許可されたルートのみが受け入れられることを保証し、不正なルートの受け入れを防ぎ、ルートハイジャックのリスクを軽減します。
モニタリングと警告: 認可されていない変更や異常を検出し対応するために、ルーティングアナウンスの定期的なモニタリングが重要です。ネットワークオペレーターは、Border Gateway Protocol Monitoring (BMP)やRouting Policy Specification Language (RPSL)などのツールを使用してBGPアップデートを追跡および分析し、疑わしいルーティング動作を迅速に特定できます。
ネットワークのセグメンテーション:内部ネットワークを分離し、ファイアウォール、アクセスコントロールポリシー、仮想プライベートネットワーク (VPN)などのネットワークセグメンテーション手法を実装することで、ルーターとルーティングインフラストラクチャを不正アクセスから保護します。ネットワークのセグメンテーションは、任意のネットワーク侵害の影響をより小さなネットワークセグメント内に封じ込めることによっても軽減します。

インターネットルーティングの例

エニーキャストルーティング: エニーキャストは、複数のサーバーやルーターが同じIPアドレスを共有するルーティング技法です。クライアントがエニーキャストIPアドレスにリクエストを送信すると、ルーティングインフラストラクチャはネットワークトポロジーに基づいて最も近いサーバーまたはルーターを決定し、その場所にリクエストをルーティングします。エニーキャストは、コンテンツ配信ネットワーク(CDN)でパフォーマンスと可用性を向上させるために一般的に使用されます。たとえば、CDNはエニーキャストを使用してユーザーリクエストを最寄りのサーバーにルーティングし、コンテンツをより速く配信します。
マルチホーミング: マルチホーミングは、冗長性と負荷分散の目的でネットワークを複数のISP(インターネットサービスプロバイダー)に接続する手法です。マルチホーミングネットワークでは、ルーティングプロトコルを使用して、ネットワークパフォーマンスやコストなどの要因に基づいて、送信トラフィックの最適な経路を決定します。これにより、ネットワークオペレーターはトラフィックを複数の接続に分配し、レジリエンスを向上させ、自らのネットワークへの接続性を向上させることができます。

インターネットルーティングの最近の動向

セグメントルーティング: セグメントルーティング(SR)は、ネットワークオペレーターがセグメント識別子(SID)を使用してパケットに従うべき明示的な経路を指定できる新たなルーティングパラダイムです。SRを使用すると、ネットワークオペレーターはネットワーク内に論理的なセグメントを定義し、これらのセグメントを通じてトラフィックをルーティングし、トラフィックエンジニアリングとネットワーク最適化においてより多くの制御と柔軟性を提供します。セグメントルーティングは、現代のネットワークにおけるスケーラブルで柔軟なルーティングの潜在的な解決策として注目を集めています。
ルーティングセキュリティの取り組み: インターネットルーティングのセキュリティを改善することに焦点を当てたさまざまな取り組みが進行中です。Mutually Agreed Norms for Routing Security (MANRS)は、ネットワークオペレーターに、一般的なルーティングセキュリティ脅威を減少させるためのベストプラクティスを採用することを奨励するグローバルなイニシアチブです。MANRSは、ルートハイジャックの防止、ルートリークの防止、RPKIを通じた正確なルート出所の検証の促進、およびネットワークオペレーター間のグローバルな協調と連携を奨励することに焦点を当てています。

これらの開発を探求し、ルーティングセキュリティの取り組みへの参加を通じて、ネットワークオペレーターはインターネットルーティングの最新の進歩に追いつき、インターネットのルーティングインフラストラクチャの全体的なセキュリティと信頼性の向上に貢献できます。

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