ルーターとは
ルーターは、異なるIPネットワーク間でパケットを転送し、通信経路を選択する機器です。英語表記はrouter（ルーター）で、経路（経路）から来た名称です。複数の論理インターフェースを持ち、宛先IPアドレスを経路表と照合して次の転送先を決めます。
受信したリンク層フレームからIPパケットを取り出し、IPヘッダーを検査し、出口と次ホップを選び、次のリンクに合う新しいフレームへ包み直します。この処理をパケットごとに繰り返します。
ルーターの本質は、宛先ネットワークへの経路を持ち、各パケットを次の一歩へ進めることです。Wi‑Fi、NAT、DHCP、VPN、ファイアウォールは家庭用製品に併設されやすい別機能です。
一つのパケットを転送する判断は、宛先確認から出口送信まで続く
- Validate受信パケットを検査
版、長さ、送信元・宛先、寿命値などを確認し、自分宛てか転送対象かを分ける
- Lookup宛先IPをFIBへ照合
一致するネットワークプレフィックスのうち最長のものを選ぶ
- Nextホップ出口と次の相手を決定
直結ネットワークなら宛先端末、遠隔なら次のルーターを選ぶ
- Update寿命とヘッダーを更新
TTLまたはHop Limitを減らし、IPv4ではヘッダーチェックサムも計算し直す
- Resolve次リンクの宛先を解決
ARP・NDPなどで次ホップのリンク層アドレスを得る
- Transmit新しいフレームで送信
出口MTU、キュー、アクセス制御を適用し、次のネットワークへ渡す
RIBで経路を選び、FIBを高速な転送判断に使う
RIB（Routing Information Base／ルーティング・インフォメーション・ベース）は、直結、静的設定、動的ルーティングプロトコルなどから得た経路候補を保持します。同じ宛先へ複数候補があれば、管理距離やメトリックなど実装・設定の規則で採用経路を選びます。
FIB（Forwarding Information Base／フォワーディング・インフォメーション・ベース）は、実際のパケット転送に必要な出口と次ホップを検索しやすい形で持ちます。機器によって名称と内部構造は異なりますが、「経路を学び選ぶ」と「パケットを送る」を分けると障害を理解しやすくなります。
最長プレフィックス一致で、最も具体的な経路を選ぶ
宛先が複数経路へ一致すると、プレフィックス長が最も長い経路を優先します。たとえば全社ネットワークへの大きな経路と、特定拠点への小さな経路があれば、その拠点宛ては小さく具体的な方へ進みます。
どの具体的経路にも一致しない宛先をまとめて渡すのがdefault route（デフォルト・ルート／既定経路）です。家庭内端末のデフォルトゲートウェイは、通常このルーターのLAN側IPを指します。
TTLとHop Limitは、誤った経路を永久に回らせない
IPv4のTTL、IPv6のHop Limitはルーターを一台通るごとに減り、ゼロになればパケットを破棄します。時間の秒数ではなく、実質的には中継可能回数として使います。破棄したルーターは通常ICMP Time Exceededを送信元へ返します。
traceroute系の調査は、寿命値を段階的に変え、この通知を返したルーターを並べます。通知されない中継や戻り経路の違いがあるため、表示された全行を物理配線そのものと断定しません。
IPv4とIPv6は別の経路表・近隣情報として確認する
デュアルスタックのルーターはIPv4とIPv6をそれぞれ転送します。IPv4の経路が正常でもIPv6の既定経路が欠ける、または逆になることがあります。IPv6ではルーター自身がパケットを途中で断片化せず、Path MTU Discoveryが重要です。
経路、ファイアウォール、近隣表、DNS結果を版ごとに確認します。NATがよく使われるIPv4家庭網と違い、IPv6ルーティングはアドレス変換なしが基本ですが、外部からの通信はファイアウォールで制御します。
家庭用ルーターは、複数の機器を一つの製品へまとめている
家庭用無線ルーターには、IPルーター、NAT、DHCPサーバー、ファイアウォール機器相当、L2スイッチ、Wi‑Fi APが入ります。WAN回線終端まで内蔵するものはホームゲートウェイとも重なります。
不調時は「ルーターが悪い」と一括りにせず、WANリンク、IP接続、経路、NAT、DNS、LANスイッチ、Wi‑Fiを順に分けます。LAN内通信ができるのに外部だけ失敗するなら、経路やWAN側から調べます。
仕様の確認資料：RFC 1812「Requirements for IP Version 4 Routers」、RFC 8200「Internet Protocol, Version 6」、RFC 8349「A YANG Data Model for Routing Management」