行きと帰りは別々に決まる

勉強会の最初のラボは、ルータを数台つなぎ、遠くのネットワークへの経路を 1 本ずつ手で書き足す作業でした。

書き終えると ping が通り、書き漏らすと通りません。 なぜ行きの経路を書いただけでは通らないのかは、資料には書いてありませんでした。 この記事は、ルータ 2 台をまたぐ通信の往復を 1 枚の図で追います。

この連載は、ネットワークの言葉を 3 つの層に置いて読みます。 もの（物理か論理か）、結びつき（人が設定で付ける手動か、機器が学習する自動か、製造時に決まる固定か）、通信フロー（1 本の通信がそれらを順に通る道筋）の 3 つです。

登場するもの

パケットの先頭には、送信元 IP・宛先 IP・寿命（TTL）などが書いてあります。どの経路を通るかは書いてありません。

ルータは自分のルーティングテーブルの中から宛先 IP に一致する行を探し、パケットの次の渡し先となるルータを決めます。

ルーティングテーブル

論理のものです。 ルータが持つ、宛先ネットワークと出口の一覧です。 行には、自動で載るものと、人が手で書くものがあります。

自動で載る行

ルータのポートに IP アドレスを設定すると、そのアドレスを含むネットワークの行が、ルーティングテーブルに自動で追加されます。ポートに 192.168.10.1/24 を設定すれば、192.168.10.0/24 の行が載ります。この宛先への経路は手動追加なしでわかります。

手動で書く行

それ以外の宛先は、人がルーティングテーブルに手動で追加します。これがスタティックルートです。

書いた行に指定するのは、宛先ネットワークと、そこへ向かうときに渡す相手の IP です。 この相手をルーティングテーブルではネクストホップ（次の渡し先）と呼び、PC に設定するデフォルトゲートウェイと役割は同じです。

壁打ちで自分の言葉に置き換えると、こうなりました。 「ルータ同士が繋がってるところをゲートウェイにして、他のネットワークをルーティングテーブルに登録することによって、自分が直接繋がってないネットワークに通信を届けることができる」

結びつき

• ポートの IP ⇄ ルーティングテーブルの行は自動です。IP を設定した時点で載ります。
• 宛先ネットワーク ⇄ 次の渡し先は手動です。人が 1 行ずつ書きます。
• 行きの行と帰りの行は結び付きません。行きはルータ 1 の表、帰りはルータ 2 の表にあり、別々の人手で書かれます。
• IP ⇄ MAC は自動です。各ルータが ARP で次の相手の MAC を引き、要求を受け取った側も送信元を覚えます。

通信フロー

A（192.168.10.10）からルータ 2 台をまたいで C（192.168.3.10）へ送り、C から返事が戻るまでです。

① A は宛先 192.168.3.10 が自分のネットワーク外なので、デフォルトゲートウェイ（ルータ 1）へ送ります。

② ルータ 1 はテーブルで 192.168.3.10 に一致する行を探します。手動で追加した行が一致し、次の渡し先 172.16.12.2 へ送ります。

③ ルータ 2 はテーブルを探します。自動の行 192.168.3.0/24 が一致し、自分の Gi1 から C へ直接届けます。

④ C の返事は、宛先 192.168.10.10 がネットワーク外なので、デフォルトゲートウェイ（ルータ 2）へ向かいます。

⑤ ルータ 2 はテーブルを探します。192.168.10.0/24 は自動では載らないので、一致するのは人が書いた行です。その行の次の渡し先 172.16.12.1 へ送ります。この行が無ければ捨てられ、送り主に「そこへは行けない」の通知が返ります。

⑥ ルータ 1 は自動の行 192.168.10.0/24 で A へ直接届けます。

行きと帰りは別々に決まります。 だからスタティックルートは、通したい通信の往復ぶん、両側のルータに書きます。

図 5

図の上半分が構成図と往復のフロー、下半分が各テーブルの推移と通信の中身の推移です。

図 4・図 6 との接続

図 4 ではスイッチが 2 台でした。 スイッチは MAC を見て転送するので、ルーティングテーブルは出てきません。 この図ではルータが 2 台になり、ルータは IP を見るので、テーブルの行が主役になります。

帯を並べると、宛先 IP と送信元 IP は端から端まで変わらず、MAC の部分がルータを越えるたびに付け替わることが見えます。パケットの中で変わるのは、TTL のようにルータが書き換える欄だけです。

次の図 6 では、ルータが 1 台に戻り、そのかわり VLAN が 2 つになります。 図 4 のタグと、この図のルーティングテーブルが、そこで 1 台の中で出会います。

未検証・注意

• 一致する行が複数あるときは、範囲の狭い行が勝ちます（ロンゲストマッチ）。「それ以外は全部ここへ」の行をデフォルトルート 0.0.0.0/0 と呼び、経路を 1 本ずつ書く代わりに使えます。この図では使っていません。
• 同じ宛先の行が複数あるとき、どちらが載るかは行の信用度（AD 値）で決まります。予備の経路を眠らせておく書き方は、補 1 で扱います。
• ⑤ で「送り主に通知が返る」と図に書いています。これは ICMP の到達不能の通知ですが、返すかどうかは機器の設定で変えられます。今回は一次資料で確認していないので未検証です。
• 図では ARP のやり取り自体を省いています。要求を受け取った側も相手を覚えるので、帰りの ④⑤⑥ では ARP を引き直しません。

出典

• 勉強会での本人の観察（2026-09-13 実機ハンズオン。資料は非公開）
• インフラエキスパート: ルーティングとは — インターフェイスが直接接続されているネットワークはルーティングテーブルに自動的に登録される。ネクストホップは、パケットを次に転送する隣接ルータの IP アドレス。ロンゲストマッチ
• インフラエキスパート: スタティックルーティング — 管理者が手動で経路を設定する。ip route の書式と、デフォルトルート 0.0.0.0/0

関連

• ネットワーク_INDEX — 連載の目次

• 連載の入口: ネットワーク_00_3層で言葉を置く（/notes/nw-basics-00-three-layers）

• 前の記事（図 4）: ネットワーク_04_トランクとタグ（/notes/nw-basics-04-trunk）

• 次の記事（図 6）: ネットワーク_06_VLAN間ルーティング（/notes/nw-basics-06-inter-vlan）

• この図に関わる補足（補 1・補 2）: ネットワーク_07a_フローティングスタティック（/notes/nw-basics-07a-floating-static） ／ ネットワーク_07b_VRF（/notes/nw-basics-07b-vrf）