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06. ルーティングテーブル

このページは何？

ルータ（やホスト）が持つ「宛先 → 次の転送先」の表である ルーティングテーブル (routing table) を理解するページです。

このページで学ぶこと

ルーティングテーブル = ルータの「住所録」
エントリは 上から順番に 照合される（= 順番が命）
default は一番下に置くのが原則
最長マッチ (longest prefix match) のルール

📔 イメージで言うと: 住所録

例え話

郵便屋さん（ルータ）が持っている「宛先地区 → 配達員の名前」の分厚い表。手紙が来たら 宛先の番地 を確認し、その地区担当の配達員に渡す。担当が見つからなければ「その他」欄の人（default）に渡す。

flowchart LR
    Pkt[📮 パケット<br>宛先: 10.0.0.5] --> R[🏛️ ルータ]
    R --> Look[ルーティングテーブルを<br>上から確認]
    Look --> R1{10.0.0.0/8 に<br>マッチ？}
    R1 -->|Yes!| Next[次ホップ:<br>192.168.1.2]

    style Pkt fill:#E3F2FD
    style R fill:#F8BBD0
    style Look fill:#FFF9C4
    style Next fill:#C8E6C9

📋 ルーティングテーブルの形

普通の書き方:

宛先ネットワーク (route)	次ホップ (gateway)
`10.0.0.0/8`	`192.168.1.254`
`172.16.0.0/12`	`192.168.1.253`
`default`	`192.168.1.1`

各列の意味

route: 「この宛先範囲にマッチしたら」
gateway: 「このルータ（または IP）に転送する」

🗂️ 3種類のルートを区別する

ルーティングテーブルには、見た目は同じ行でも 役割の違う 3 種類のルート が共存します。これを区別できると、各レベルで「何を書いて、何を書かなくていいか」が即決できる。

種類	設定方法	対象範囲	LPM での優先度
直結ルート	自動（書く必要なし）	自分の IF が直結しているサブネット	最高（`/N` が大きい）
静的ルート	`routes` 欄に手書き	直結していないサブネット	中（`/N` の長さで決まる）
デフォルトルート	`0.0.0.0/0` を `routes` に書く	上記いずれにもマッチしない全て	最低（`/0` で常に負ける）

押さえるべきポイントは 3 つ：

直結ルートは書く必要がない — 自分の IF に IP を設定した瞬間、そのサブネットへの直結ルートは自動で出来上がっている
静的ルートは「自分が直結していない宛先」用 — next hop は必ず自分の直結内の IP（= 直接渡せる相手）でなければならない
default は最後の砦 — どこに書こうが LPM で最後にしか選ばれない（→ 後述の Longest Prefix Match セクション参照）

💡 NetPractice の入力欄は静的ルート + default だけ

NetPractice の routes 欄に書くのは 静的ルート か default だけ。直結ルートは画面に出てこない（自動扱い）ので、「自分のサブネットへのルートが書いてないけど大丈夫？」と心配する必要はありません。

🎯 next hop 三原則（書ける相手は決まっている）

routes 欄の 右側（next hop = バトンを渡す相手） には、好きな IP を書けるわけではありません。以下 3 つの原則を全部満たさないと配達できない：

原則	意味
1. next hop は「自分の隣人」	パケットをバトンタッチする相手だから、直接話せる存在でなければならない
2. 「自分の直結サブネット内」の IP しか書けない	隣人 = 同じサブネットに属する誰か。別サブネットの IP を書いてもバトンを渡せない
3. 直結外の IP を書いてもパケットは届かない	NetPractice の判定では「No forward way」で配達失敗

図で見る

flowchart LR
    subgraph net ["🏘️ ルータ R の直結サブネット"]
      direction LR
      R["R<br>（自分）"]
      N1["N1<br>👤 隣人 OK"]
      N2["N2<br>👤 隣人 OK"]
    end
    Far["🌍 直結外<br>F"]
    R -.❌ next hop に書けない.- Far

    classDef self fill:#FFF59D,stroke:#F9A825,color:#000,stroke-width:3px
    classDef neighbor fill:#A5D6A7,stroke:#2E7D32,color:#000,stroke-width:2px
    classDef far fill:#FFCDD2,stroke:#C62828,color:#000,stroke-width:2px

    class R self
    class N1,N2 neighbor
    class Far far

→ next hop に書けるのは 緑（隣人）の IP だけ。赤（直結外）は書いても届かない。

鉄則 — Routes 欄に書くべきは「知らない場所への行き方」だけ

自分が直結している街は書く必要がない（自動で配達できる）
Routes 欄に書くのは「自分が直接届けられない宛先」と「それを誰に丸投げするか」のセット
丸投げ先（next hop）は 必ず自分の隣人（= 直結サブネット内の IP）

この 1 つの鉄則を覚えておけば、Level 5 以降のルータ設定で迷わなくなります。

🤔 ❓ よく混乱する: 「`.0/26` や `.64/26` の数字って何？」

NetPractice の画面で routes を見ていると、こんな数字が出てきます：

111.198.14.0/26  => 111.198.14.254
111.198.14.64/26 => 111.198.14.193

「.0 とか .64 ってどこから来たの？ ホストの IP は .66 とか .193 なのに…」と混乱したら、ここを読んでください。

結論: routes の左側は「街の住所」を書く

routes の左側は 「ホストの住所」じゃなくて「街全体の住所」 を書く欄です。 街の住所 = そのブロックの "先頭アドレス"（= ネットワークアドレス）。

例で理解する

/24 を /26 で 4 等分すると、4 つの街ができます。各街の 「先頭アドレス」 が街の住所：

⬇️ .0 .0/26
(.0〜.63) この街の住所 = .0

⬇️ .64 .64/26
(.64〜.127) この街の住所 = .64

⬇️ .128 .128/26
(.128〜.191) この街の住所 = .128

⬇️ .192 .192/26
(.192〜.255) この街の住所 = .192

→ つまり /26 だと、書ける街の住所は .0 .64 .128 .192 の 4 つだけ。

「ホストの IP」と「街の住所」の違い

項目	例	何？
ホストの IP	`111.198.14.66`	1 軒の家の住所
ホストが住む街	`111.198.14.64/26`	その家がある街の住所
街の範囲	`.64〜.127`	街に含まれる全 IP (64 個)

→ routes には「家の住所」じゃなくて「街の住所」を書く！

なぜ「街単位」で書くのか？

ルータが世界中の ホスト 1 軒ずつ を覚えていたら、テーブルが莫大に膨れ上がる。代わりに 「街単位」 で覚えれば、その街に住む数百〜数千のホスト全員を 1 行で カバーできる。

❌ 「.65 は R21 へ、.66 は R21 へ、.67 は R21 へ、.68 は R21 へ…」(64 行!)
✅ 「.64/26 は R21 へ」(1 行で済む!)

郵便で例えると

❌ 個人宛: 「鈴木一郎さんへ」「田中花子さんへ」… (人数分の指示)
✅ 街宛:   「新宿区へ」(その地区担当の配達員に一括で渡す)

→ ルータは郵便配達員と同じで、地区単位 で運ぶ。

「街の住所」の見つけ方

ホストの IP が分かっていれば、マスクで AND すれば街の住所が出ます：

ホストの IP : 111.198.14.66
マスク      : 255.255.255.192 (/26)
              ↓ AND 演算
街の住所    : 111.198.14.64
              ↑
        これを routes に書く

10 進だけで計算するなら 「ブロック幅で割って、商 × ブロック幅」 (CIDR 早見表参照):

.66 ÷ 64 = 1 余り 2
1 × 64 = 64
→ 街の住所は .64

NetPractice の画面での見え方

NetPractice では各ルータに Rr1, Rr2, … と番号付きの route 行が並んでいる。例えば上の表なら画面にはこう表示される:

#	route	gate
`Rr1`	`10.0.0.0/8`	`192.168.1.254`
`Rr2`	`default`	`192.168.1.1`

🔎 マッチングの仕組み

ルール 1: 上から順に見る

flowchart LR
    Pkt[宛先<br>10.0.0.5] --> E1{行 1<br>10.0.0.0/8}
    E1 -->|Yes| R1[行 1 の gate]
    E1 -->|No| E2{行 2<br>172.16.0.0/12}
    E2 -->|Yes| R2[行 2 の gate]
    E2 -->|No| E3{行 3<br>default}
    E3 -->|Yes| R3[行 3 の gate]

    style Pkt fill:#E3F2FD
    style R1 fill:#C8E6C9
    style R2 fill:#C8E6C9
    style R3 fill:#FFE0B2

最初にマッチした行 を使う。残りの行は見ない。

💡 ここでつまずく人へ — 「上から順」って何で大事？

郵便屋さんは 辞書のように行を辿って、見つかった瞬間に配達する から、 テーブルの並び順がそのまま運命を決めます。

たとえ正しいルートが下にあっても、上に「全部にマッチする default」が来ていたらその瞬間に default が選ばれ、下の正しいルートは 永遠に読まれません。

ルール 2: default は一番下

順番	❌ NG（default を上）	✅ OK（default を下）
1 行目	`default → ...`	`10.0.0.0/8 → ...`
2 行目	`10.0.0.0/8 → ...`	`default → ...`

default は「他にマッチしなければ」の意味 なので、他の具体的ルートより下に。上に置くと、全てのパケットが default にマッチして 他のルートが無視される。

🎯 Longest Prefix Match — ルーティングの第一原則

鉄則: /N の数字が大きい方が勝つ

複数のルートが宛先にマッチしたとき、プレフィックス長 /N が長い方（= より具体的）が選ばれる。これがルーティングの第一原則 Longest Prefix Match (LPM) です。

例: 宛先 10.1.0.5 に対して、 - 10.0.0.0/8 もマッチ（8 bit 一致） - 10.1.0.0/16 もマッチ（16 bit 一致） - → より具体的な /16 が採用される

route	転送先	マッチの細かさ	採用？
`10.0.0.0/8`	ルータ A	8 bit マッチ（ざっくり）	—
`10.1.0.0/16`	ルータ B	16 bit マッチ（詳しい）	✅

なぜ `default` は「最後の砦」になるのか？

default を CIDR で書くと 0.0.0.0/0。プレフィックス長は /0 で、すべてのルートの中で 最も短い。 LPM のルールに照らせば、/0 は 他のどんなルートにも負ける。 → だから「default は他のルートに負け続けて、最後にだけ選ばれる」= 最後の砦になる。

「default は最後に書く」という慣習は、特殊ルールではなく LPM の自然な帰結。

実装上のコツ — ルートを書く順番

NetPractice の入力欄は、/N の大きい順（具体的な順）に並べると、LPM の動きと一致して読みやすい：

並べる位置	推奨内容	理由
上のほう	具体的なルート（`/26`, `/30` など）	LPM で最初に勝つ
真ん中	中くらい（`/24`, `/16`, `/8`）
一番下	`default`（= `/0`）	LPM で最後にだけ選ばれる

default を上に書いても判定結果は変わらない（が、人間が混乱する）

判定は LPM で決まるので、default を上に書いても動作は同じ。ただし「default が最初にあるから他が無視されるのでは？」と読み手が誤解するので、慣習として default は最後に書きます。

🧪 ホスト側のルーティングテーブル

実はホスト（パソコン）にもルーティングテーブルがある。

典型的なホストのテーブル

route	gateway
`192.168.1.0/24`	自分のネットワーク（直接送信）
`default`	`192.168.1.1` （玄関ルータ）

自分のサブネットへの直接ルート は暗黙的（設定しなくても存在する）。 NetPractice で明示的に書くのは default (= ゲートウェイ) だけというケースが多い。

🔄 複数のルータがある場合の経路選択

例: 3 つの宛先をそれぞれ別ルータに送る

ルータ R のテーブル:
  route: 10.0.0.0/8       → gate: 192.168.1.253  (R2 経由で 10.x)
  route: 172.16.0.0/12    → gate: 192.168.1.252  (R3 経由で 172.x)
  route: default          → gate: 192.168.1.254  (R4 経由で他全部)

flowchart LR
    R[🏛️ R]
    R2[🏛️ R2<br>10.x 担当<br>192.168.1.253]
    R3[🏛️ R3<br>172.x 担当<br>192.168.1.252]
    R4[🏛️ R4<br>default<br>192.168.1.254]

    R -- 10.x 宛 --> R2
    R -- 172.x 宛 --> R3
    R -- その他 --> R4

    style R fill:#F8BBD0
    style R2 fill:#C8E6C9
    style R3 fill:#FFF9C4
    style R4 fill:#FFE0B2

📝 NetPractice で書く時の流れ

5 ステップ

自分から見た宛先のサブネット を洗い出す
それぞれ 「どのルータに送れば届くか」 を考える
そのルータの IP（= 自分と同じサブネット内にいる口）を書く
その中で 一番広いカバー範囲のものを default に
default は一番下 に書く

例: ホストの設定

ホスト A: 192.168.1.10/24

送りたい先:
  - Internet (8.8.8.8 など) → R1 経由
  - 10.0.0.0/8 の社内 LAN → R1 経由

→ どちらも R1 経由なので default だけで OK
  default → 192.168.1.1  (R1)

⚠️ よくあるミス

default を上に書いてしまう

上にあると全てのパケットが default にマッチして、他のルートが無視される。 必ず一番下 に。

ゲートウェイを別サブネットの IP にする

ルーティングテーブルの gateway 欄も 自分と同じサブネット内の IP でなければならない。詳しくはゲートウェイの章で。

存在しないルートを期待する

テーブルに該当するルートがなく default もないと、パケットは破棄される。「届かない」と嘆く前に、そのパケットを処理するルートが本当にあるか確認。

戻りのルートを忘れる

行き道 を設定しても 帰り道 のルートがなければ通信は成立しない（次章参照）。

🎯 まとめ

ルーティングテーブル = 「宛先 → 次の転送先」の住所録
上から順にマッチを探して、最初にマッチした行を使う
default は一番下に 書くのが原則
ゲートウェイは 自分と同じサブネット内 でなければならない
行き道だけでなく 帰り道のルート も必要（次ページ参照）

▶️ 次に読むページ

07. 双方向到達性 — これが NetPractice 最大の落とし穴