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◆ ルータ の動作の仕組み
通信相手のホストが異なるネットワークセグメントにいる場合、ルータやL3スイッチを経由して通信を
行う必要があります。今回はルータを経由したホストAとBの通信がどのようになるのかを見ていきます。
ホストAは自身のIPアドレスとサブネットマスクの情報から、通信相手のホストBは異なるセグメントに
いると認識してデフォルトゲートウェイにデータを送信しようとします。(ゲートウェイはルータのIP）。
Ethernet LANで通信するためにはMACアドレスの情報が必要なのでARPリクエストをブロードキャスト。
ルータFa0/1で受信すると、要求されるIPが自分のIPと一致したのでARPリプライでMACアドレスを通知。
ホストAはデフォルトゲートウェイ（ルータ）のFa0/1のMACアドレスを知られたので、ルータにパケット
を転送します。パケットを受信したルータは、宛先MACアドレスが自身のFa0/1のアドレスであると分かり
ましたが、宛先IPアドレスは自身インターフェースのIPアドレスではないと分かります。そこで、ルータは
ルーティングテーブルに従いパケットをFa0/0に転送します。ネクストホップがconnectedであることから、
ルータ自身のインターフェース（Fa0/0）のセグメントであると分かります。
宛先IPアドレスが自身のインターフェースのセグメントなので、ルータは 192.168.2.1 のMACアドレスを
ARPキャッシュしていないか確認してARPテーブルに 192.168.2.1 とMACアドレス情報がない場合、ARP
リクエストを送信します。ホストBは自身のIPアドレスと合致したので、ARPリプライで自身のMACを通知。
ホストBからのARPリプライにより、ホストBのMACアドレスが分かったルータはホストBにパケットを転送。
先ほどのパケットフォーマットとの変更点は、送信元MACアドレスと宛先MACアドレスとなります。今度は
逆にホストBからAへの通信は同様の流れで、ホストBが192.168.2.254のMACアドレスを知ることから開始。
◆ ネットワークデバイスとOSI参照モデル
スイッチはデータリンク層の機器なので第二層だけ、ルータはネットワーク層の機器なので第三層しか
見ないというのではなく、スイッチは第二層までみて、ルータは第三層までみて動作を行っています。
※ メーカの製品仕様により第何層まで動作するのかは異なりますが、一般的にはスイッチは第二層までルータは第三層まで。
ホストの場合、物理層で受信したイーサネットフレームをデータリンク層から順番にアプリケーション層
まで非カプセル化を行っていき、最終的に人間の目で見てわかるデータをパソコン上の画面に出力します。
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