【ＯＳＩ（Open Systems Interconnection）参照モデル】について（3）
第３層（レイヤー３）データリンク層について
今回は第３層であるネットワーク層の解説をします。
この層は、IPアドレス（Internet Protocol Address）をつかさどる層となります。
IPルート
第２層のＭＡＣアドレスが物理アドレスであるのに対して、第３層は論理アドレスとなります。
ＩＰアドレスは論理アドレスのため、流動的に変えたり変わったりしますが、ＭＡＣアドレスは変更することは基本的にはできません。
また、ＭＡＣアドレスが同セグメント(同一のＩＰアドレスネットワーク領域）のみでの通信を実現するのに対して、
ＩＰアドレスは異なるセグメント(別のＩＰアドレスネットワーク領域）への通信を実現します。
これは“IPルート”などと呼ばれています。
ルーティング
異なるセグメント同士をつなぐためにはルータと呼ばれる装置が必要となります。
ＰＣなどのＩＰ端末にはデフォルトゲートウェイ（Default Gateway)としてルータの内側ＩＰアドレスが設定されます。
これにより、同セグメント以外のＩＰアドレス帯への接続要求はすべてこのデフォルトゲートウェイに送られ、デフォルトゲートウェイとして設定されているルータは、その宛先ＩＰアドレスがどこにあるかを別のルータと情報交換しながら更に適切なルータまたはネットワークへと転送します。
これを“ルーティング”と呼びます。
ルーティングプロトコル
ルータ同士は、どこにどのネットワークセグメントが存在しどのインターフェイスから転送したらよいかを把握している必要があります。
通常、インターネットなどの大きなネットワークへは、あるルータから多数のルータへと次々に転送を重ねていきます。
これらの情報をルータが把握する方法には色々なものがありますが、ルータ同士が情報交換するプロトコルで代表的なものにはローカルエリア内のＲＩＰやＲＩＰ２、ＯＳＰＦなどがあります。
これらを“ルーティングプロトコル”といいます。
ルーティングプロトコルは、この解説では割愛しますが、大型のネットワークでは不可欠となる重要なプロトコルであると言えます。
ブロードキャスト
さて、ＩＰアドレスの話に戻りますが、同セグメントのネットワークでは相手のＩＰアドレスやＭＡＣアドレスを知るためにブロードキャストという一斉配信を行います。
ブロードキャストでは、ＩＰアドレスＸＸＸのMACアドレスは何番ですか～？という問合せをすべての端末に対して行います。
すると自分がそのIPアドレスを持っていれば応答を返しますが、違う場合はその要求を破棄します。
そのため、例えばクラスＡなど大きなＩＰアドレス空間を持ったネットワーク帯では、このブロードキャストが
大量に発生し、ブロードキャストストーム（ブロードキャストの嵐）が発生してしまう恐れがあります。
サブネッティング
ＩＰアドレスにはサブネッティングと呼ばれるＩＰネットワーク領域分割の仕組みがあります。
これにより、ネットワークを分割しブロードキャストドメイン（ブロードキャストが到達できる領域）を分けて利用することができます。
同じクラスAでも領域がサブネッティングによって分けられていますので、互いに通信をする場合はルータやL３スイッチなどが必要となります。
このように、大きなネットワークの場合は、ローカルエリアネットワーク内でも複数のルータやL3スイッチが存在し
それぞれのデータ転送ができるようにした仕組みをとっています。
その際に利用される方法（プロトコル）が上で説明したルーティングプロトコルです。