この記事の要点

ルーティングとは、IP パケットを宛先ネットワークへ届けるために最適な経路(出口)を選ぶ L3 の処理。 ルータは「ルーティングテーブル」を参照し、宛先 IP がどのネットワークに属するかを判定して転送する。 テーブルの各行は「宛先ネットワーク / ネクストホップ / 出力インタフェース / メトリック」で構成される。 宛先が複数のエントリに一致する場合は、プレフィックス長が最も長い経路を選ぶ「ロンゲストマッチ」が原則。 メトリックは経路の良し悪しを表す数値で、同じプレフィックス長なら値が小さい経路が優先される。 ルータはブロードキャストドメインを分け、異なるネットワーク間を相互接続する装置である。

概要

ルーティングとは、IP パケットを宛先のネットワークまで届けるために、「どの方向(どの出口)へ転送すればよいか」を選ぶ処理のことです。OSI 参照モデルではネットワーク層(レイヤ 3)の機能にあたり、この役割を担う装置がルータです。手元の端末から遠く離れたサーバへ通信が届くのは、途中にある複数のルータが「次はこちらへ送ればよい」とパケットをバケツリレーのように中継しているからです。

各ルータは自分が知っている経路情報をルーティングテーブル(経路表)として保持しています。パケットを受け取るたびに宛先 IP アドレスをこの表と照合し、最適な転送先を決めます。インターネット全体は、無数のルータがそれぞれのテーブルに従って局所的な判断を繰り返すことで成り立っている、巨大な分散システムだと言えます。

仕組み

ルーティングテーブルの 1 行(エントリ)は、おおむね次の要素で構成されます。

• 宛先ネットワーク — どのネットワーク宛てのパケットに適用するか。192.168.10.0/24 のようにプレフィックス長付きで表します。
• ネクストホップ — そのネットワークへ向かうために次に渡す相手ルータの IP アドレス。直接つながっている場合は「直接接続(directly connected)」となります。
• 出力インタフェース — パケットを送り出す自分側のポート。
• メトリック — 経路のコスト(良し悪し)を示す数値。同じ宛先への経路が複数あるとき、より小さい値が選ばれます。

ルータがパケットを受け取ると、宛先 IP がどのエントリの宛先ネットワークに含まれるかを調べます。複数のエントリに一致した場合は、ロンゲストマッチ(最長プレフィックス一致)の原則に従い、最も具体的な(プレフィックス長が長い)経路を選びます。たとえば 10.1.2.5 宛てのパケットに対して 10.0.0.0/8 と 10.1.2.0/24 の両方が一致するなら、より長い /24 の経路が採用されます。

宛先 10.1.2.5 へのパケット

ルーティングテーブル
宛先ネットワーク     ネクストホップ    メトリック   一致?
0.0.0.0/0           203.0.113.1       1           〇 (/0)
10.0.0.0/8          172.16.0.1        5           〇 (/8)
10.1.2.0/24         172.16.0.9        2           〇 (/24) ← 最長一致で採用

設定・実用例

Linux でルーティングテーブルを確認するには ip route コマンドを使います。各端末も「自分が直接通信できる範囲」と「それ以外はどこへ渡すか」という小さなルーティングテーブルを持っています。

# Linux: ルーティングテーブルの表示
$ ip route
default via 192.168.1.1 dev eth0
192.168.1.0/24 dev eth0 proto kernel scope link src 192.168.1.20

# 特定の宛先がどの経路で送られるかを確認
$ ip route get 8.8.8.8
8.8.8.8 via 192.168.1.1 dev eth0 src 192.168.1.20

# Cisco IOS: ルーティングテーブルの表示
Router# show ip route
C    192.168.1.0/24 is directly connected, GigabitEthernet0/0
S*   0.0.0.0/0 [1/0] via 192.168.1.1

上の例で default(= 0.0.0.0/0)は「テーブルに該当がない宛先はすべてここへ送る」というデフォルト経路です。192.168.1.0/24 は直接接続されたネットワークで、同一セグメント内の端末へはルータを介さず直接届きます。

主な用途

• ネットワーク間の相互接続 — 社内 LAN とインターネット、拠点間 VPN など、異なるネットワークをつなぐすべての通信でルーティングが使われます。
• 経路の最適化 — 複数の経路があるとき、メトリックに基づいて最短・最良の経路を選びます。
• 冗長化とフェイルオーバー — 主経路が落ちたら代替経路へ自動的に切り替え、通信を継続します。
• トラフィック制御 — 宛先ごとに通る道を分け、帯域や用途に応じた経路設計を行います。

関連技術との比較

項目	ルーティング(L3)	スイッチング(L2)	ブリッジング(L2)
動作レイヤ	ネットワーク層	データリンク層	データリンク層
判断に使う情報	宛先 IP アドレス	宛先 MAC アドレス	宛先 MAC アドレス
参照する表	ルーティングテーブル	MAC アドレステーブル	転送テーブル
ネットワークをまたぐ	できる	同一ネットワーク内のみ	同一ネットワーク内のみ
ブロードキャスト	分割(通さない)	同一 VLAN 内に転送	転送する

注意点・落とし穴

• 経路の不整合(ブラックホール) — 行きと帰りの経路設定が食い違うと、パケットが届いても応答が返らず通信が片方向で失敗します。
• ルーティングループ — 設定ミスや動的プロトコルの収束途中で、パケットが同じルータ間を行き来し続けることがあります。TTL の減算でいずれ破棄されますが、通信は失敗します。
• デフォルト経路の欠落 — 直接接続以外の宛先へ送れず、インターネットに到達できなくなります。
• メトリックの単位はプロトコルごとに異なる — ホップ数・帯域・遅延など基準が違うため、異なるプロトコル間で単純に値を比較してはいけません。

関連リンク

• ルーティング・スイッチング
• デフォルトゲートウェイ
• 静的ルーティング
• 動的ルーティング(RIP/OSPF/BGP)
• ルーター
• レイヤ3スイッチ
• IPアドレス
• IP