この記事の要点

ルーターは OSI 第3層（ネットワーク層）で動作し、異なるネットワーク間でパケットを中継する機器 宛先 IP アドレスを見てルーティングテーブルを引き、次のホップへ転送する 家庭用ルーターは NAT / DHCP / Wi-Fi AP / ファイアウォール を兼ねるオールインワン スイッチ（L2）が同じネットワーク内、ルーター（L3）がネットワークをまたぐ 主要プロトコル: 静的ルート、RIP、OSPF、BGP（規模により使い分け）

ルーターとは

ルーター（router）は、異なるネットワーク同士を接続し、パケットを適切な経路に転送するネットワーク機器です。OSI 参照モデルの第3層（ネットワーク層）で動作し、宛先 IP アドレスを見て次にどこへ送るかを判断します。家庭の Wi-Fi ルーターから、インターネットの基幹を支えるキャリアグレードルーターまで、規模は大きく異なりますが原理は同じです。

ルーターの役割

役割	内容
ルーティング	宛先 IP に応じて次のホップを決定し転送
NAT（家庭用）	LAN 側のプライベート IP を WAN 側のグローバル IP に変換
DHCP（家庭用）	LAN 内端末に自動で IP アドレスを配布
パケットフィルタ	不要 / 危険なパケットを破棄（簡易ファイアウォール）
QoS	音声・動画など優先度の高い通信を優遇
VPN	暗号化トンネルで拠点間 / リモートアクセス接続

動作イメージ

[ PC (192.168.1.10) ]
        │
        ▼
[ ルーター (192.168.1.1 / 203.0.113.5) ]   ← デフォルトゲートウェイ
        │   宛先IPを見てルーティングテーブルで判断
        ▼
[ インターネット ]
        │
        ▼
[ 目的のサーバ (93.184.216.34) ]

ルーティングテーブル

ルーターはルーティングテーブルと呼ばれる経路表を持ち、「宛先ネットワーク → 次のホップ」のマッピングを参照して転送先を決めます。Linux でも ip route で確認できます。

# Linux のルーティングテーブル
$ ip route
default via 192.168.1.1 dev eth0
192.168.1.0/24 dev eth0 proto kernel scope link src 192.168.1.10

# 意味
#   default                  → どこにも該当しない宛先は 192.168.1.1（ルーター）へ
#   192.168.1.0/24           → 同一LAN は eth0 から直接送る

スイッチ（L2）との違い

項目	スイッチ（L2）	ルーター（L3）
動作層	第2層（データリンク）	第3層（ネットワーク）
判断材料	MAC アドレス	IP アドレス
主な役割	同じネットワーク内の中継	ネットワーク間の中継
ブロードキャスト	同じセグメント内に伝搬	遮断する（境界になる）
典型用途	オフィス内 LAN	LAN ↔ WAN、拠点間

ルーティングプロトコル

ルーターは静的に経路を設定することも、動的プロトコルで学習することもできます。

種類	名前	特徴	規模
静的	Static Route	手動で設定。動的変化に追従しない	小規模
距離ベクトル	RIP	ホップ数で経路選択。15 ホップ上限	小規模
リンクステート	OSPF	ネットワーク全体の地図を学習	中〜大規模
パスベクトル	BGP	AS 間（インターネット基幹）	キャリア・大規模

家庭用ルーターの中身

市販の「Wi-Fi ルーター」は、実際には複数の機能を 1 台に詰め込んだ複合機器です。

• ルーティング（WAN ↔ LAN）
• NAT / NAPT（プライベート IP ↔ グローバル IP）
• DHCP サーバ（LAN 端末に IP 自動配布）
• L2 スイッチ（LAN ポート 4 つ程度）
• Wi-Fi アクセスポイント（2.4GHz / 5GHz）
• 簡易ファイアウォール（SPI、不正アクセス遮断）

NAT のしくみ（簡単に）

家庭の LAN 内の端末（プライベート IP）はインターネットに直接出られません。ルーターが送信元 IP とポート番号を変換して、自分のグローバル IP の名前で代理通信します。これが NAT（NAPT / IP マスカレード）です。これにより、1 個のグローバル IP で複数台の機器がインターネットを利用できます。

業務用との違い

項目	家庭用	業務用 / ISP 用
処理性能	数百Mbps〜数Gbps	数十〜数百 Gbps
動的ルーティング	非対応 or 限定的	OSPF / BGP 標準対応
冗長化	なし	VRRP / HSRP、二重化電源
管理	Web UI	CLI（Cisco IOS、JUNOS 等）
価格	数千〜数万円	数十万〜数千万円

トラブルシュート

• インターネットに出られない — ping 8.8.8.8 でルーターより外が通るか確認
• 名前解決だけ失敗 — nslookup / dig で DNS を確認、ルーターの DNS 設定を見直す
• 速度が出ない — QoS、Wi-Fi チャネル混雑、CPU 負荷を確認
• 同じ LAN 内なのに通信できない — これはルーターでなくL2 スイッチ・VLAN 設定を疑う

関連

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• スイッチ
• ハブ
• レイヤ3スイッチ
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• ネットワーク層(第3層)
• DHCP
• DNS