ルーティングテーブルの行を、誰がどこで決めるか

勉強会では、ルータのルーティングテーブルに手で行を書きました。 別の回では、ルータ同士が経路を教え合う設定もしました。 どちらの回も、機器がテーブルを見て運ぶところは同じで、行を載せる係だけが違いました。 この記事は、その係がもう一段移った形を 1 枚の図で見ます。「テーブルを書くのは誰か」の 3 段目です。

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

制御面とデータ面

決める役割と運ぶ役割です。 どちらも論理の役割の名前で、物理の箱が 2 つに割れるわけではありません。 これまでの図に出てきた機器は、1 台の中に両方を持っていました。

コントローラ

網全体の行を 1 か所で決める箱です。 物理の箱にも仮想の箱にもなります。 Cisco の説明では、制御面をデータ面から切り離して管理を 1 か所に集めた形が SDN だとされています。

北向き API と南向き API

論理の入口です。 北向きは人や運用のアプリとコントローラの間、南向きはコントローラと個々の機器の間にあります。 南向きの代表は NETCONF（機器の設定を入れる・変える・消す仕組み）と、RESTCONF（同じデータに HTTP でアクセスする仕組み）です。

アンダーレイとオーバーレイ

アンダーレイは物理の網です。 実際の機器とケーブルで、IP で相手に届きさえすればよい部分です。 オーバーレイは、包み方（カプセル化）で作る論理の網です。 図 10 で 1 本だけ作ったトンネルを、網全体でやったものにあたります。

結びつき

• 行 ⇄ 機器は、コントローラが配るので、機器から見れば自動です。何を配るかを決めるのは人の方針なので、そこは手動のまま残ります。
• オーバーレイ ⇄ アンダーレイは、包み方で結び付きます。上の 1 本が、下では複数の機器を経由します。上の網の形と下の網の形は一致しなくてかまいません。
• 人やアプリ ⇄ コントローラは北向き API、コントローラ ⇄ 機器は南向き API です。

通信フロー

この図には、1 本の通信を追う番号がありません。 通信の通り道そのものは変わらず、変わるのは行を載せる係だからです。 代わりに、係が移る 3 段を並べます。

① 手動（スタティック）。人が 1 台ずつ行を書きます。決める係は人です。図 5 でやったことです。

② プロトコル。機器同士が網の情報を配り合い、各機器が自分で計算して行を作ります。決める係は各機器です。図 13 でやったことです。

③ コントローラ。1 か所で決めて、各機器へ配ります。機器に残るのは、配られた行のとおりに運ぶ仕事だけです。

3 段とも、機器がテーブルを見て運ぶところは変わりません。

図 21

図の上から順に、3 段の並び、制御面とデータ面の分かれ方、アンダーレイとオーバーレイの重なり、同じ 1 行が 3 段で誰の手で載るかの対比です。

図 5・図 13 との接続

図 5 の ②「ルータが自分のテーブルで一致する行を探す」は、3 段のどれでも変わりません。 変わるのは、その行が載るまでの段階だけです。

図 13 では、各機器が同じ地図を持って各自で計算しました。 3 段目では、その計算する場所が 1 か所に寄ります。 図 10 のトンネルは、オーバーレイのいちばん小さな例にあたります。

未検証・注意

• ファブリックという語は、SD-Access の設計ガイドの原文「A fabric is simply an overlay network.」に合わせ、オーバーレイの網そのものを指すものとして使っています。図もこの原文を引いています。アンダーレイとオーバーレイを組にした仕組みを指す使い方も見かけますが、一次資料で裏取りできていないので採っていません。CCNA の出題範囲 6.3 は overlay・underlay・fabric の 3 語を並べているだけで、どちらを採るかは書いていません。
• 南向き API には OpenFlow もありますが、仕様書は PDF で、この環境に本文を取り出す道具がありませんでした。URL に文書があることまでしか確認していないので、記事でも図でも名前を出していません。
• 製品名（Catalyst Center・SD-Access）は名前だけです。機能の詳細・画面・設定は扱っていません。
• 「コントローラが配るので自動」と書きましたが、どこまでが自動でどこからが人の作業かは、製品と運用によります。
• コントローラが落ちたときに、機器が配られた行を持ったまま動き続けるのか止まるのかは、図に入れていません。未検証です。
• SD-Access のデータ面が VXLAN、制御面が LISP であることは設計ガイドに書かれていますが、図では包み方で作るところまでにとどめ、プロトコル名は出していません。CCNA の範囲外だからです。設定コマンドも 1 つも書いていません。

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）
• Cisco: Software-Defined Networking (SDN) overview — 「SDN centralizes management by abstracting the control plane from the data forwarding function in the discrete networking devices.」／南向き API はコントローラと個々の機器の間、北向き API はコントローラとアプリやポリシーエンジンの間
• Cisco: SD-Access Solution Design Guide — アンダーレイは SD-Access を構成する物理のスイッチとルータで、IP で到達できること／オーバーレイはアンダーレイの上に仮想化で作られ、同じアンダーレイの上に複数走らせられる／「A fabric is simply an overlay network.」
• RFC 6241: Network Configuration Protocol (NETCONF) — 「mechanisms to install, manipulate, and delete the configuration of network devices」
• RFC 8040: RESTCONF Protocol — 「an HTTP-based protocol that provides a programmatic interface for accessing data defined in YANG, using the datastore concepts defined in the Network Configuration Protocol (NETCONF)」
• Cisco: Catalyst Center — 「Manage your entire network—campus and branch, wired and wireless, IT and OT—from a single console.」
• CCNA 200-301 v1.1 出題範囲 — 6.2「Compare traditional networks with controller-based networking」／6.3「Describe controller-based, software defined architecture (overlay, underlay, and fabric)」／6.3.a「Separation of control plane and data plane」／6.3.b「Northbound and Southbound APIs」

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 20）: ネットワーク_20_IPv6（/notes/nw-basics-20-ipv6）

• 次の記事（図 22）: ネットワーク_22_ファイアウォール（/notes/nw-basics-22-firewall）

• 土台になる記事（図 5）: ネットワーク_05_行きと帰り（/notes/nw-basics-05-static-route）

• 各機器が自分で計算する段: ネットワーク_13_OSPF（/notes/nw-basics-13-ospf）