デフォルトゲートウェイとは

デフォルトゲートウェイとは、自分のネットワークの外へ出る通信を最初に渡すルータのIPアドレスです。家庭では自宅ルータがこれにあたります。以下の例では、自宅ルータのIPアドレスを 192.168.10.1 とします。

PCが何かを送るとき、必ず最初に1つの判定をしています。宛先が自分と同じネットワークにいるか、それとも外にいるかの判定です。

宛先が同一ネットワークなら、PCは相手に直接フレームを渡します。宛先が外なら、PCは自分では届けられません。そこで、デフォルトゲートウェイに預けます。

判定では、自分と宛先のネットワークアドレスを比べます。ネットワークアドレスは、IPアドレスにサブネットマスクを当てて求めます。自分のIPアドレスにも宛先のIPアドレスにも、同じサブネットマスクを当てます。求めた2つが一致すれば同一ネットワーク、違えば外です。ネットワークアドレスを求める計算は、サブネットマスクの記事と同じです。

例1：同一ネットワークになる場合

自分のPCが 192.168.10.25/24、宛先が 192.168.10.200 の場合です。

例2：外になる場合

今度はサブネットマスクを /26 に変えます。自分のPCが 192.168.10.25/26、宛先が 192.168.10.130 の場合です。

例2のように、先頭のオクテットが同じかどうかを目で見て判断するのは危険です。マスクが /24 とは限らないからです。必ず、自分に設定されているサブネットマスクを当てて計算します。

判定の結果、宛先が同一ネットワークなら、PCはゲートウェイを経由しません。宛先の機器へ直接フレームを渡します。

ただし、直接渡すには宛先のMACアドレスが必要です。PCは、宛先のIPアドレスは分かっていても、MACアドレスは分かりません。そこで、ARPという仕組みでMACアドレスを調べます。ARPの詳しい流れは、ARPの記事で説明しています。

宛先が外なら、PCは自分ではそこまで届けられません。そこで、フレームをデフォルトゲートウェイに預けます。その先の中継は、ゲートウェイに任せます。

このときPCが作るフレームでは、宛先IPアドレスと宛先MACアドレスが別々の相手を指します。宛先IPアドレスは、最終目的地の相手です。宛先MACアドレスは、ゲートウェイです。

PCは、最初からこの組み合わせでフレームを作って送り出します。送り出した後に、宛先MACアドレスだけが書き換わるわけではありません。

IPとMACの役割の違いは、MACアドレスとIPアドレスの記事で説明しています。ARPが実際にどちらのMACアドレスを尋ねているかは、ARPの記事を読むと分かります。

つまりPCから見ると、外向けの通信はすべて同じ扱いです。宛先MACアドレスをゲートウェイにして渡します。本当の宛先がどこにあるかを、PC自身が気にする必要はありません。その先の経路は、ゲートウェイであるルータに任せます。

判定から送信までの流れを、同一ネットワークのときと外のときに分けて、1枚の図にまとめます。

デフォルトゲートウェイは、外向け通信の預け先です。設定されていなければ、預ける相手がいません。そのため、外へは通信できません。

一方、同一ネットワーク内の通信は、ゲートウェイを経由しません。そのため、ゲートウェイが設定されていなくても、そのまま届きます。

住所にたとえると、ネットワーク部が同じ相手は、同じ町内の人です。町内の人とはそのまま話せますが、町の外には出られない状態です。

デフォルトゲートウェイを1台だけで運用すると、そのルータの故障がそのまま通信の停止につながります。複数のルータで冗長化する仕組みが、FHRPです。

PCも内部に、経路の一覧表を持っています。この表をルーティングテーブルと呼びます。PCは宛先ごとに、どの行を使うかを表から調べます。

どの行にも当てはまらなかったときに使うのが、default の行です。この行が、デフォルトゲートウェイを表します。ルーティングテーブルの詳しい読み方は、ルーティングの記事で説明しています。

自分のPCに設定されているデフォルトゲートウェイは、次のコマンドで確認できます。

$ ip route
default via 192.168.10.1 dev eth0 proto dhcp metric 100
192.168.10.0/24 dev eth0 proto kernel scope link src 192.168.10.25 metric 100

# 「default via」の行がデフォルトゲートウェイです。ここでは 192.168.10.1 です。
# 宛先が 192.168.10.0/24 の範囲外なら、この default の行が使われます。

> ipconfig
イーサネット アダプター イーサネット:

   IPv4 アドレス . . . . . . . . . . . . . . : 192.168.10.25
   サブネット マスク . . . . . . . . . . . . : 255.255.255.0
   デフォルト ゲートウェイ . . . . . . . . . : 192.168.10.1

# 「デフォルト ゲートウェイ」の行に表示されます。家庭ではルータのIPアドレスであることがほとんどです。