Longest match に関して

目的

• longest match の処理を理解する

構成図

初期 Config

conf t
!
hostname RT1
!
interface Loopback0
 ip address 192.0.2.1 255.255.255.255
!
interface Ethernet0/0
 ip address 10.1.1.1 255.255.255.0
 no shutdown
!
interface Ethernet0/1
 ip address 10.1.2.1 255.255.255.0
 no shutdown
!
ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 Ethernet0/1 10.1.2.2
!
logging console
!
end

conf t
!
hostname RT2
!
interface Loopback0
 ip address 192.0.2.2 255.255.255.255
!
interface Ethernet0/0
 ip address 10.1.1.2 255.255.255.0
 no shutdown
!
interface Ethernet0/1
 ip address 10.1.2.2 255.255.255.0
 no shutdown
!
interface Ethernet
ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 Ethernet0/1 10.1.2.1
!
logging console
!
end

ハンズオン

1, 通信経路の決定方法

ネットワーク機器が Routing table を参照して転送先を決定する際、宛先 IP address を含む経路情報が複数存在する場合があります。

その際、宛先 IP address と最も一致する経路情報が転送に使用されます。
これを Longest match と呼びます。

今回の構成では RT1 と RT2 に Ethernet0/1 を出力インターフェースとした default route が事前に設定されており、通信経路が図の通りとなっています。

RT1#traceroute 192.0.2.2 source 192.0.2.1
Type escape sequence to abort.
Tracing the route to 192.0.2.2
VRF info: (vrf in name/id, vrf out name/id)
  1 10.1.2.2 1 msec 1 msec * 

　今回は RT1 と RT2 に static route を追加することでお互いが Ethernet0/0 から通信が送信されるようにします。

2, Static route の追加

RT1 と RT2 に以下のよう設定を追加します。

RT1(config)#ip route 192.0.2.2 255.255.255.255 Ethernet0/0 10.1.1.2

RT2(config)#ip route 192.0.2.1 255.255.255.255 Ethernet0/0 10.1.1.1

すると Routing table はそれぞれ以下となります。

RT1#show ip route
Codes: L - local, C - connected, S - static, R - RIP, M - mobile, B - BGP
       D - EIGRP, EX - EIGRP external, O - OSPF, IA - OSPF inter area 
       N1 - OSPF NSSA external type 1, N2 - OSPF NSSA external type 2
       E1 - OSPF external type 1, E2 - OSPF external type 2, m - OMP
       n - NAT, Ni - NAT inside, No - NAT outside, Nd - NAT DIA
       i - IS-IS, su - IS-IS summary, L1 - IS-IS level-1, L2 - IS-IS level-2
       ia - IS-IS inter area, * - candidate default, U - per-user static route
       H - NHRP, G - NHRP registered, g - NHRP registration summary
       o - ODR, P - periodic downloaded static route, l - LISP
       a - application route
       + - replicated route, % - next hop override, p - overrides from PfR
       & - replicated local route overrides by connected

Gateway of last resort is 10.1.2.2 to network 0.0.0.0

S*    0.0.0.0/0 [1/0] via 10.1.2.2, Ethernet0/1
      10.0.0.0/8 is variably subnetted, 4 subnets, 2 masks
C        10.1.1.0/24 is directly connected, Ethernet0/0
L        10.1.1.1/32 is directly connected, Ethernet0/0
C        10.1.2.0/24 is directly connected, Ethernet0/1
L        10.1.2.1/32 is directly connected, Ethernet0/1
      192.0.2.0/32 is subnetted, 2 subnets
C        192.0.2.1 is directly connected, Loopback0
[[red:S        192.0.2.2 [1/0] via 10.1.1.2, Ethernet0/0]]

RT2#show ip route 
Codes: L - local, C - connected, S - static, R - RIP, M - mobile, B - BGP
       D - EIGRP, EX - EIGRP external, O - OSPF, IA - OSPF inter area 
       N1 - OSPF NSSA external type 1, N2 - OSPF NSSA external type 2
       E1 - OSPF external type 1, E2 - OSPF external type 2, m - OMP
       n - NAT, Ni - NAT inside, No - NAT outside, Nd - NAT DIA
       i - IS-IS, su - IS-IS summary, L1 - IS-IS level-1, L2 - IS-IS level-2
       ia - IS-IS inter area, * - candidate default, U - per-user static route
       H - NHRP, G - NHRP registered, g - NHRP registration summary
       o - ODR, P - periodic downloaded static route, l - LISP
       a - application route
       + - replicated route, % - next hop override, p - overrides from PfR
       & - replicated local route overrides by connected

Gateway of last resort is 10.1.2.1 to network 0.0.0.0

S*    0.0.0.0/0 [1/0] via 10.1.2.1, Ethernet0/1
      10.0.0.0/8 is variably subnetted, 4 subnets, 2 masks
C        10.1.1.0/24 is directly connected, Ethernet0/0
L        10.1.1.2/32 is directly connected, Ethernet0/0
C        10.1.2.0/24 is directly connected, Ethernet0/1
L        10.1.2.2/32 is directly connected, Ethernet0/1
      192.0.2.0/32 is subnetted, 2 subnets
[[red:S        192.0.2.1 [1/0] via 10.1.1.1, Ethernet0/0]]
C        192.0.2.2 is directly connected, Loopback0

例えば RT1 は 192.0.2.2 に通信するにあたり、以下の2つの経路がこの宛先 IP address を含みます。

そして2つの経路を比べた際、最も一致する経路は default route ではなく新規追加した経路情報となります。 

S*    0.0.0.0/0 [1/0] via 10.1.2.2, Ethernet0/1
S        192.0.2.2 [1/0] via 10.1.1.2, Ethernet0/0

そして、trace route を実行すると以下のように追加した経路情報により通信されていることがわかります。

RT1#traceroute 192.0.2.2 source 192.0.2.1
Type escape sequence to abort.
Tracing the route to 192.0.2.2
VRF info: (vrf in name/id, vrf out name/id)
  1 10.1.1.2 0 msec 1 msec * 

3, まとめ

Routing table を参照してネットワーク機器がどのように転送先を決定するかというプロセスを理解するのは非常に重要です。

実環境でも Longest match を活用し、メイン経路と別に障害時用のサブ経路を用意するといった実装があります。（本問題だと、RT1 と RT2 の Ethernet0/0 が down したとしても、Ethernet0/1 を通るdefault route があるおかげで障害時も通信が継続できます。）