IGP(アイジーピー)とは | 意味や読み方など丁寧でわかりやすい用語解説

IGPとはInterior Gateway Protocolの略称であり、日本語では内部ゲートウェイプロトコルと訳される。これは、単一の管理組織によって運営されるネットワーク、すなわちAS（Autonomous System、自律システム）の内部で、ルーター同士が経路情報を交換し、通信の宛先までの最適な経路を決定するために使用されるルーティングプロトコルの一群を指す。インターネットは多数のASの集合体で構成されており、各ASは独自の運用ポリシーを持つ独立したネットワークである。IGPは、このASという閉じたネットワーク内で、データパケットをどのルーターへ転送すれば目的地に効率良く到達できるかを動的に学習し、維持する役割を担う。もしIGPがなければ、ネットワーク管理者が手動で全ての経路情報を設定（スタティックルーティング）する必要があり、ネットワークの規模拡大や構成変更に柔軟に対応することが極めて困難になる。ASの内部で使われるIGPに対し、異なるAS間で経路情報を交換するためにはEGP（Exterior Gateway Protocol）が用いられ、現在ではBGP（Border Gateway Protocol）がその代表的なプロトコルとして広く利用されている。このように、IGPは組織内ネットワークの通信を自律的に制御するための根幹技術である。

IGPの主な目的は、AS内のルーターが互いに経路情報を交換し、ネットワークトポロジーの変更（例えば、新たなルーターの追加や既存経路の障害など）が発生した際に、その変化を迅速に検知して、常に最新かつ最適なルーティングテーブルを維持することにある。この動的な経路制御を実現するアルゴリズムの違いによって、IGPは主に「ディスタンスベクター型」と「リンクステート型」の二つに大別される。また、両者の特徴を併せ持つ「ハイブリッド型」も存在する。

ディスタンスベクター型は、隣接するルーターから「宛先ネットワーク」とそこに至るまでの「距離（ディスタンス）」の情報を受け取り、自身のルーティングテーブルを更新する方式である。ここでの距離はメトリックと呼ばれ、プロトコルによって定義が異なるが、一般的には経由するルーターの数（ホップ数）などが用いられる。各ルーターは、宛先への最短距離を提示してくれた隣接ルーターを次の転送先（ネクストホップ）として記録する。この方式は、隣接ルーターからの情報を基に経路を決定するため、「噂に基づいたルーティング」とも言える。代表的なプロトコルとしてRIP（Routing Information Protocol）が挙げられる。RIPは設定が比較的容易で、小規模なネットワークで利用されることが多い。しかし、定期的にルーティング情報全体を交換するためネットワーク帯域を消費する点や、ネットワークの変更情報が端から端まで伝わるのに時間がかかり、収束（コンバージェンス）が遅い点、そして誤った情報によって経路のループが発生しやすいといった課題も抱えている。

一方、リンクステート型は、各ルーターが自身の接続情報（どのルーターに、どのような状態のリンクで接続されているか）をLSA（Link-State Advertisement）と呼ばれるパケットでネットワーク内の全ルーターに広告（フラッディング）する。これにより、各ルーターはネットワーク全体の接続情報、すなわちトポロジーマップをデータベースとして保持することが可能になる。そして、この地図情報を基に、自身を始点とした宛先ネットワークまでの最短経路をSPF（Shortest Path First）アルゴリズム、具体的にはダイクストラ法を用いて計算する。この方式は、ネットワーク全体の正確な地図を基に経路を決定するため、ディスタンスベクター型に比べてルーティングループが発生しにくく、ネットワーク変更時の収束も高速である。代表的なプロトコルにはOSPF（Open Shortest Path First）やIS-IS（Intermediate System to Intermediate System）がある。OSPFは、メトリックとして帯域幅を考慮したコスト値を用いるため、より現実に即した最適な経路選択が可能である。また、エリアという概念でネットワークを階層化することで、大規模なネットワークにおいても効率的な運用を実現する。ただし、全体のトポロジー情報を保持し、SPF計算を行うため、ルーターのCPUやメモリへの負荷がディスタンスベクター型よりも高くなる傾向がある。

ハイブリッド型は、アドバンストディスタンスベクター型とも呼ばれ、ディスタンスベクター型とリンクステート型の長所を組み合わせた方式である。代表的なプロトコルとして、シスコシステムズ社が開発したEIGRP（Enhanced Interior Gateway Routing Protocol）が知られている。EIGRPは、隣接ルーターとのみ情報を交換するという点ではディスタンスベクター型に似ているが、トポロジー情報の一部を保持し、DUAL（Diffusing Update Algorithm）という独自のアルゴリズムを用いて高速な収束を実現する。プライマリ経路に障害が発生した場合でも、あらかじめ計算しておいた代替経路へ瞬時に切り替えることが可能である。メトリックには帯域幅や遅延など複数の要素を組み合わせた複合メトリックを使用し、非常に柔軟な経路制御が行える。

システムエンジニアは、構築するネットワークの規模、求められる信頼性や収束速度、運用する機器の種類といった要件を総合的に評価し、これらのIGPの中から最適なプロトコルを選択、設計、実装する能力が求められる。