RIPとは ― ホップ数で経路を決める仕組み

RIP（Routing Information Protocol）は、経由するルータの数が少ない経路を選ぶルーティングプロトコルです。経路の良し悪しは経由するルータの数であるホップ数だけで決まり、15ホップより遠い宛先には届きません。経路は、隣のルータと交換する経路表をもとに決めます。

RIPのような方式を、距離ベクトル型と呼びます。各ルータはネットワーク全体の地図を持たず、隣から聞いた距離をもとに経路を決めます。15ホップの上限があるため、RIPを使えるのは小さなネットワークに限られます。

たとえば、3台のルータR1・R2・R3が1列につながっているとします。R1には192.168.10.0/24のLANが直接つながっているので、R1の経路表では、このLANまでの距離は0です。

R1は、自分の経路表を隣のR2へ送ります。R2は、R1の距離0にR1までの1ホップを足して、このLANまでの距離を1と記録します。次にR2が経路表をR3へ送ると、R3は1にさらに1を足して、距離2と記録します。

各ルータが知っているのは、宛先ごとの距離と、どの隣へ渡せばよいかの2つだけです。この距離と向きの組を距離ベクトルと呼びます。R3は、R1とR2の間がどうつながっているかを知りません。

この計算方法は、ベルマンフォード法というアルゴリズムにもとづいています（RFC 2453の3.1節）。OSPFのようなリンクステート型は、エリア内のつながり方全体を全ルータで共有する点が違います。

RIPの距離の単位がホップ数で、宛先のネットワークに着くまでに経由するルータの数を表します。ルータ自身に直接つながるネットワークは、0と数えます。

ホップ数の上限は15です。16は無限大を表す値で、その宛先には届かないことを意味します。RFC 2453の3.2節によると、RIPを使えるのは、最も長い経路が15ホップまでのネットワークです。

なお、RFC 2453は直接つながるネットワークの距離を1と数えます。Ciscoのルータの設定ガイドは0と数えるので、ルータの台数との対応が1つずれます。どちらの数え方でも、16が到達不能を表す点は同じです。

次の図で、1列につなぐルータの台数を変えられます。R1の先のLANまでの距離は、1台増えるごとに1ずつ増えます。

同じ宛先への経路を2つの隣から聞いたときは、距離の小さい方を選びます。RIPは回線の速さを見ないので、遅い回線でもホップ数が少なければ選ばれます。たとえば、OSPFの記事のSPFの例では、RIPならT1回線で直結する経路が選ばれます。

RIPのルータは、30秒ごとに経路表の全体を隣へ送ります。この周期はRFC 2453の3.8節で定められていて、送るときはUDPの520番ポートを使います。隣から更新が届かなくても、ルータはすぐには経路を消しません。

RFC 2453の決まりでは、ある経路の更新が180秒届かないと、ルータはその経路の距離を16にします。そのあと120秒は距離16のまま隣へ送り続け、それから経路表から消します。

Ciscoのルータは、既定の時間が少し違います。更新が180秒届かない経路を使えないものとする点は同じですが、経路表から消すのは、更新が届かなくなってから240秒後です。

すべてのルータの経路表が新しい状態にそろうことを収束と呼びます。RIPでは、変化が隣から隣へ1台ずつ伝わるので、遠くのルータほど収束に時間がかかります。そこで、経路の距離が変わったら30秒を待たずにすぐ送る決まりがあります。これをトリガードアップデートと呼びます。

前の節の3台で、R1とR2の間の回線が切れたとします。R2は、R1から更新が届かなくなるので、192.168.10.0/24を到達不能にします。ところがR3は、まだR2経由で距離2の経路を持っています。

R3が定期の更新で距離2を送ると、R2はそれを信じて、R3経由で距離3の経路があると記録します。実際には、R3の経路はR2を通るので、このLAN宛てのパケットはR2とR3の間を行き来します。

距離はやりとりのたびに増え、16に届いたところで、ようやく両方が到達不能になります。この現象を無限カウントと呼びます。RFC 2453の3.4.2節によると、上限を16と小さくしたのは、無限カウントを早く止めるためです。

スプリットホライズンとポイズンリバース

このループは、R3がR2から聞いた経路をR2へ送り返したために起きました。そこで、経路を聞いた相手には、その経路を送り返さないことにします。この決まりをスプリットホライズンと呼びます。

送り返さない代わりに、距離16にして送り返す方法もあります。これをポイズンリバースと呼びます。受け取った側はすぐに到達不能と分かるので、2台が互いを指すループをすぐに解消できます。

ただし、3台が輪になって互いを指すループは、スプリットホライズンでは止められません。その場合は、トリガードアップデートで変化を早く広め、収束を早めます。RFC 2453の3.4.4節によると、それでも無限カウントが起きる可能性は残ります。

Ciscoのルータは、RFC 2453にはないホールドダウンという仕組みも使います。経路が使えなくなってから180秒の間は、その宛先へのより良い経路の更新を受け入れません。まだ古い経路を持つ隣の更新を信じて、ループを作ることを防ぐためです。

最初の版のRIPv1は、経路にサブネットマスクを付けずに送ります。このため、受け取ったルータは、その経路のネットワークの範囲を正しく判断できないことがあります。RIPv2は、経路ごとにサブネットマスクを付けて送ります。サブネットマスクを送るかどうかで、RIPv1はクラスフル、RIPv2はクラスレスのルーティングプロトコルと呼ばれます。

サブネットマスクがあれば、VLSMで長さを変えたサブネットも1つずつ伝えられます。RIPv2は、更新の送り先をマルチキャストの224.0.0.9にできます。メッセージに認証の情報を付けることもできますが、RIPv1には認証がありません。

IPv6で使う版はRIPngで、ホップ数の上限はRIPと同じ15です。RIPngは、UDPの520番ではなく521番ポートを使います。

RIPとOSPFは、どちらも組織の中で使うルーティングプロトコルです。根本的な違いは、各ルータが持つ情報の量です。RIPは隣から聞いた距離だけを持ち、OSPFはエリア内の地図を持ちます。

RIPは隣へ経路表を送るだけなので、仕組みが単純で設定も少なく済みます。その代わり、変化が伝わるのが遅く、ループの対策も必要です。OSPFは地図をそろえる手間がかかる分、変化が全体に速く伝わります。

RFC 2453の3.1節によると、RIPは中規模の組織内で使うルーティングプロトコル（IGP）として設計されました。より複雑な環境で使うことは想定していません。同じRFCの1節は、小さなネットワークならRIPは帯域や設定の負担が小さいとしています。

大規模なネットワークにRIPが向かない理由は3つあります。15ホップを超える経路を持てないこと、回線の速さを経路選びに使わないこと、収束が遅いことです。このため、大きな組織の中ではOSPFが、組織と組織の間ではBGPが使われます。

1台のルータが、RIPとOSPFの両方で同じ宛先の経路を知ることもあります。そのときは、アドミニストレーティブディスタンスが小さいOSPFの経路が選ばれます。Ciscoのルータの既定値は、OSPFが110、RIPが120です。

• RFC 2453 RIP Version 2（距離ベクトル型・ホップ数の上限・タイマー・スプリットホライズン・サブネットマスク）
• RFC 1058 Routing Information Protocol（RIPv1）
• RFC 2080 RIPng for IPv6（IPv6で使う版）
• Cisco IP Routing: RIP Configuration Guide（ホップ数の数え方、更新の周期）