ルーター越えの通信動作
ETHERNETを勉強するとき、最初に理解しづらいことのひとつに、ルーター越えの通信時のMACアドレスやIPアドレスの動きがあると思います。
そこで、下図のようなネットワークのとき、IPパケットがPC1からPC2へたどり着くまでのMACアドレスやIPアドレスの動きを追ってみます。
（注：MAC1などはMACアドレス（00-08-D7-00-00-00など）の省略形です）
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| PC1
| (mac:MAC1／ip:192.168.0.1／mask:255.255.255.0／gateway:192.168.0.100)
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｜ETHERNET
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| (mac:MAC2／ip:192.168.0.100／mask:255.255.255.0)
| ルーター1
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｜この間は専用線、VPNなど多種多様
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| ルーター2
| (mac:MAC3／ip:192.168.1.100／mask:255.255.255.0)
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｜ETHERNET
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| (mac:MAC4／ip:192.168.1.1／mask:255.255.255.0／gateway:192.168.1.100)
| PC2
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上図でPC1からPC2へIPパケットを送信するものとします。
（注：MACfはMACアドレス（FF-FF-FF-FF-FF-FF）の省略形です）
（注：MACパケットとはOSI参照モデルのデータリンク層、IPパケットとはOSI参照モデルのネットワークリンク層とします）PC1は宛先であるPC2のIPアドレスが、異なるネットワークアドレスであるため、IPパケットをデフォルトゲートであるルーター1に渡そうとします。
1．PC1は宛先であるPC2のIPアドレスが、異なるネットワークアドレスであるため、IPパケットをデフォルトゲートであるルーター1に渡そうとします。
2．PC1から次のarp requestを送信します。
送信元MAC1+192.168.0.1、宛先MACf+192.168.0.100
3．ルーター1からPC1へ次のarp replyを送信します。
送信元MAC2+192.168.0.100、宛先MAC1+192.168.0.1
4．PC1からルーター1へ次のMACパケットを送信します。
送信元MAC1+192.168.0.1、宛先MAC2+192.168.1.1
5．ルーター1はルーター2へIPパケットを渡します。
ここで渡すものはIPパケットであり、MACパケットではありません。
梱包方法は多種多様ですが、最終的には「4.」のMACパケットからIPパケットを取り出したものがそのまま渡るイメージです。
6．ルーター2から次のarp requestを送信します。
送信元MAC3+192.168.1.100、宛先MACf+192.168.1.1
7．PC2からルーター2へ次のarp replyを送信します。
送信元MAC4+192.168.1.1、宛先MAC3+192.168.1.100
8．ルーター2からPC2へ次のMACパケットを送信します。
送信元MAC3+192.168.0.1、宛先MAC4+192.168.1.1
「4.」と「8.」でMACアドレスは異なっていますがIPアドレスには変化がないことに注目してください。
OSI参照モデルなど、階層を意識するとこのようになることは当然なのですが、データリンク層のデファクトスタンダードとしてETHERNETが、ネットワークリンク層のデファクトスタンダードとしてIPがあまりにも強く、階層の意識が欠落しがちなため、理解しづらくなっているようです。
2010/02/12