2台のスイッチでVLANを設定する

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2台のスイッチでVLANを設定する

想定するネットワーク構成図

ラボ・シナリオで使用するネットワーク構成図

・物理 PC の VirtualBox 上に、PC-A、PC-B、PC-C、PC-D の4つの仮想 PC を構成する。
・PC-A は物理 PC に標準搭載している LAN ポートを使用するように VirtualBox を設定する。
・物理 PC に USB-LAN 変換ケーブルを3つ接続し、PC-B、PC-C、PC-D がそれらを使用するように VirtualBox を設定する。
・物理 PC の全ての LAN ポートのプロパティで、[VirtualBox Bridged Networking Driver] 以外の全てのチェックを外す。

PC-A を、以下の情報を基に設定しなさい。

IPアドレス	192.168.1.1/24
デフォルトゲートウェイ	なし

＜ PC-A ＞
C:\> netsh interface ipv4 set address "イーサネット" static 192.168.1.1 255.255.255.0

C:\> ipconfig

Windows IP 構成

イーサネット アダプター イーサネット:

   接続固有の DNS サフィックス . . . . .:
   IPv4 アドレス . . . . . . . . . . . .: 192.168.1.1
   サブネット マスク . . . . . . . . . .: 255.255.255.0
   デフォルト ゲートウェイ . . . . . . .:
C:\>

PC-B を、以下の情報を基に設定しなさい。

IPアドレス	192.168.1.2/24
デフォルトゲートウェイ	なし

＜ PC-B ＞
C:\> netsh interface ipv4 set address "イーサネット" static 192.168.1.2 255.255.255.0

C:\> ipconfig

Windows IP 構成

イーサネット アダプター イーサネット:

   接続固有の DNS サフィックス . . . . .:
   IPv4 アドレス . . . . . . . . . . . .: 192.168.1.2
   サブネット マスク . . . . . . . . . .: 255.255.255.0
   デフォルト ゲートウェイ . . . . . . .:
C:\>

PC-C を、以下の情報を基に設定しなさい。

IPアドレス	192.168.1.3/24
デフォルトゲートウェイ	なし

＜ PC-C ＞
C:\> netsh interface ipv4 set address "イーサネット" static 192.168.1.3 255.255.255.0

C:\> ipconfig

Windows IP 構成

イーサネット アダプター イーサネット:

   接続固有の DNS サフィックス . . . . .:
   IPv4 アドレス . . . . . . . . . . . .: 192.168.1.3
   サブネット マスク . . . . . . . . . .: 255.255.255.0
   デフォルト ゲートウェイ . . . . . . .:
C:\>

PC-D を、以下の情報を基に設定しなさい。

IPアドレス	192.168.1.4/24
デフォルトゲートウェイ	なし

＜ PC-D ＞
C:\> netsh interface ipv4 set address "イーサネット" static 192.168.1.4 255.255.255.0

C:\> ipconfig

Windows IP 構成

イーサネット アダプター イーサネット:

   接続固有の DNS サフィックス . . . . .:
   IPv4 アドレス . . . . . . . . . . . .: 192.168.1.4
   サブネット マスク . . . . . . . . . .: 255.255.255.0
   デフォルト ゲートウェイ . . . . . . .:
C:\>

PC-A から PC-B へ ping を実行しなさい。

＜ PC-A ＞
C:\> ping 192.168.1.2

192.168.1.2 に ping を送信しています 32 バイトのデータ:
192.168.1.2 からの応答: バイト数 =32 時間 =4ms TTL=128
192.168.1.2 からの応答: バイト数 =32 時間 =2ms TTL=128
192.168.1.2 からの応答: バイト数 =32 時間 =2ms TTL=128
192.168.1.2 からの応答: バイト数 =32 時間 =2ms TTL=128

192.168.1.2 の ping 統計:
    パケット数: 送信 = 4、受信 = 4、損失 = 0 (0% の損失)、
ラウンド トリップの概算時間 (ミリ秒):
    最小 = 2ms、最大 = 4ms、平均 = 2ms

C:\>

PC-A から PC-C へ ping を実行しなさい。

＜ PC-A ＞
C:\> ping 192.168.1.3

192.168.1.3 に ping を送信しています 32 バイトのデータ:
192.168.1.3 からの応答: バイト数 =32 時間 =4ms TTL=128
192.168.1.3 からの応答: バイト数 =32 時間 =2ms TTL=128
192.168.1.3 からの応答: バイト数 =32 時間 =2ms TTL=128
192.168.1.3 からの応答: バイト数 =32 時間 =2ms TTL=128

192.168.1.3 の ping 統計:
    パケット数: 送信 = 4、受信 = 4、損失 = 0 (0% の損失)、
ラウンド トリップの概算時間 (ミリ秒):
    最小 = 2ms、最大 = 4ms、平均 = 2ms

C:\>

PC-A から PC-D へ ping を実行しなさい。

＜ PC-A ＞
C:\> ping 192.168.1.4

192.168.1.4 に ping を送信しています 32 バイトのデータ:
192.168.1.4 からの応答: バイト数 =32 時間 =4ms TTL=128
192.168.1.4 からの応答: バイト数 =32 時間 =2ms TTL=128
192.168.1.4 からの応答: バイト数 =32 時間 =2ms TTL=128
192.168.1.4 からの応答: バイト数 =32 時間 =2ms TTL=128

192.168.1.4 の ping 統計:
    パケット数: 送信 = 4、受信 = 4、損失 = 0 (0% の損失)、
ラウンド トリップの概算時間 (ミリ秒):
    最小 = 2ms、最大 = 4ms、平均 = 2ms

C:\>

現在は、2台のスイッチ間を F0/8 ポートで接続し、デフォルト VLAN である VLAN1 しかないので、全ての ping は成功します。

これを次図のように、VLAN20 と VLAN30 を作り、F0/2 を VLAN20 に、F0/3 を VLAN30 に割り当てます。

SW-A を、以下の情報を基に設定しなさい。

1) SW-A というホスト名を付ける
2) VLAN20 (名前は vlan20) と VLAN30 (名前は vlan30) を作成する
3) F0/2 を VLAN20 に、F0/3 を VLAN30 に割り当てる
4) F0/8 をアクセスポートに設定する

＜ SW-A ＞
Switch# conf t
Enter configuration commands, one per line.  End with CNTL/Z.
Switch(config)# host SW-A
SW-A(config)# vlan 20
SW-A(config-vlan)# name vlan20
SW-A(config-vlan)# vlan 30
SW-A(config-vlan)# name vlan30
SW-A(config-vlan)# exit
SW-A(config)# int f0/2
SW-A(config-if)# switchport access vlan 20
SW-A(config-if)# int f0/3
SW-A(config-if)# switchport access vlan 30
SW-A(config-if)# int f0/8
SW-A(config-if)# switchport mode access
SW-A(config-if)# ^Z
SW-A#

F0/8 のみアクセスポートに設定していますが、F0/2 や F0/3 をアクセスポートに設定してもかまいません。
また、2台のスイッチが Catalyst 2960 の場合は、F0/8 もアクセスポートに設定する必要はないのですが、スイッチの機種によってこの動作は変わってくるので明示的にアクセスポートに設定しています。

SW-A で sh vlan brief コマンドを実行しなさい。

＜ SW-A ＞
SW-A# sh vlan brief

VLAN Name                             Status    Ports
---- -------------------------------- --------- -------------------------------
1    default                          active    Fa0/1, Fa0/4, Fa0/5, Fa0/6
                                                Fa0/7, Fa0/8, Gi0/1
20   vlan20                           active    Fa0/2
30   vlan30                           active    Fa0/3
1002 fddi-default                     act/unsup
1003 token-ring-default               act/unsup
1004 fddinet-default                  act/unsup
1005 trnet-default                    act/unsup
SW-A#

SW-B を、以下の情報を基に設定しなさい。

1) SW-B というホスト名を付ける
2) VLAN20 (名前は vlan20) と VLAN30 (名前は vlan30) を作成する
3) F0/2 を VLAN20 に、F0/3 を VLAN30 に割り当てる
4) F0/8 をアクセスポートに設定する

＜ SW-B ＞
Switch# conf t
Enter configuration commands, one per line.  End with CNTL/Z.
Switch(config)# host SW-B
SW-B(config)# vlan 20
SW-B(config-vlan)# name vlan20
SW-B(config-vlan)# vlan 30
SW-B(config-vlan)# name vlan30
SW-B(config-vlan)# exit
SW-B(config)# int f0/2
SW-B(config-if)# switchport access vlan 20
SW-B(config-if)# int f0/3
SW-B(config-if)# switchport access vlan 30
SW-B(config-if)# int f0/8
SW-B(config-if)# switchport mode access
SW-B(config-if)# ^Z
SW-B#

SW-B の F0/8 をアクセスポートに設定していますが、対抗ポートの SW-A の F0/8 がアクセスポートに設定されているので、実際には設定しなくてもアクセスポートになります。

PC-A から PC-B へ ping を実行しなさい。

＜ PC-A ＞
C:\> ping 192.168.1.2

192.168.1.2 に ping を送信しています 32 バイトのデータ:
192.168.1.1 からの応答: 宛先ホストに到達できません。
192.168.1.1 からの応答: 宛先ホストに到達できません。
192.168.1.1 からの応答: 宛先ホストに到達できません。
192.168.1.1 からの応答: 宛先ホストに到達できません。

192.168.1.2 の ping 統計:
    パケット数: 送信 = 4、受信 = 4、損失 = 0 (0% の損失)、

C:\>

PC-A から PC-C へ ping を実行しなさい。

＜ PC-A ＞
C:\> ping 192.168.1.3

192.168.1.3 に ping を送信しています 32 バイトのデータ:
192.168.1.1 からの応答: 宛先ホストに到達できません。
192.168.1.1 からの応答: 宛先ホストに到達できません。
192.168.1.1 からの応答: 宛先ホストに到達できません。
192.168.1.1 からの応答: 宛先ホストに到達できません。

192.168.1.3 の ping 統計:
    パケット数: 送信 = 4、受信 = 4、損失 = 0 (0% の損失)、

C:\>

PC-A から PC-D へ ping を実行しなさい。

＜ PC-A ＞
C:\> ping 192.168.1.4

192.168.1.4 に ping を送信しています 32 バイトのデータ:
192.168.1.1 からの応答: 宛先ホストに到達できません。
192.168.1.1 からの応答: 宛先ホストに到達できません。
192.168.1.1 からの応答: 宛先ホストに到達できません。
192.168.1.1 からの応答: 宛先ホストに到達できません。

192.168.1.4 の ping 統計:
    パケット数: 送信 = 4、受信 = 4、損失 = 0 (0% の損失)、

C:\>

全ての ping が失敗します。

PC-A とは、異なる VLAN 上にある PC-B と PC-D には ping が失敗するのは前のシナリオで行いましたが、同一 VLAN 上にある PC-C との ping に失敗したのはなぜでしょうか？

これは、スイッチ間で適切なリンクの設定を行っていないからです。SW-A の F0/8 も、SW-B の F0/8 も所属する VLAN はデフォルトのままですので、VLAN1 です。VLAN1 のリンク上を VLAN20 に所属する PC-A や PC-C のフレームが通過することはありません。VLAN20 のトラフックを通過させたければ、SW-A の F0/8 と SW-B の F0/8 間のリンクを VLAN20 に所属させる必要があります。

SW-A の F0/8 を VLAN20 に所属させなさい。

＜ SW-A ＞
SW-A# conf t
Enter configuration commands, one per line.  End with CNTL/Z.
SW-A(config)# int f0/8
SW-A(config-if)# switchport access vlan 20
SW-A(config-if)# ^Z
SW-A#

SW-A で sh vlan brief コマンドを実行し、F0/8 が VLAN20 に所属していることを確認しなさい。

＜ SW-A ＞
SW-A# sh vlan brief

VLAN Name                             Status    Ports
---- -------------------------------- --------- -------------------------------
1    default                          active    Fa0/1, Fa0/4, Fa0/5, Fa0/6
                                                Fa0/7, Gi0/1
20   vlan20                           active    Fa0/2, Fa0/8
30   vlan30                           active    Fa0/3
1002 fddi-default                     act/unsup
1003 token-ring-default               act/unsup
1004 fddinet-default                  act/unsup
1005 trnet-default                    act/unsup
SW-A#

SW-B の F0/8 を VLAN20 に所属させなさい。

＜ SW-B ＞
SW-B# conf t
Enter configuration commands, one per line.  End with CNTL/Z.
SW-B(config)# int f0/8
SW-B(config-if)# switchport access vlan 20
SW-B(config-if)# ^Z
SW-B#

SW-B で sh vlan brief コマンドを実行し、F0/8 が VLAN20 に所属していることを確認しなさい。

＜ SW-B ＞
SW-B# sh vlan brief

VLAN Name                             Status    Ports
---- -------------------------------- --------- -------------------------------
1    default                          active    Fa0/1, Fa0/4, Fa0/5, Fa0/6
                                                Fa0/7, Gi0/1
20   vlan20                           active    Fa0/2, Fa0/8
30   vlan30                           active    Fa0/3
1002 fddi-default                     act/unsup
1003 token-ring-default               act/unsup
1004 fddinet-default                  act/unsup
1005 trnet-default                    act/unsup
SW-B#

PC-A から PC-C へ ping を実行しなさい。

＜ PC-A ＞
C:\> ping 192.168.1.3

192.168.1.3 に ping を送信しています 32 バイトのデータ:
192.168.1.3 からの応答: バイト数 =32 時間 =8ms TTL=128
192.168.1.3 からの応答: バイト数 =32 時間 =2ms TTL=128
192.168.1.3 からの応答: バイト数 =32 時間 =2ms TTL=128
192.168.1.3 からの応答: バイト数 =32 時間 =2ms TTL=128

192.168.1.3 の ping 統計:
    パケット数: 送信 = 4、受信 = 4、損失 = 0 (0% の損失)、
ラウンド トリップの概算時間 (ミリ秒):
    最小 = 2ms、最大 = 8ms、平均 = 3ms

C:\>

スイッチ間のリンクを VLAN20 のアクセスリンクで接続したため、VLAN20 に所属している PC-A と PC-C 間の ping は成功します。

PC-B から PC-D へ ping を実行しなさい。

＜ PC-B ＞
C:\> ping 192.168.1.4

192.168.1.4 に ping を送信しています 32 バイトのデータ:
192.168.1.2 からの応答: 宛先ホストに到達できません。
192.168.1.2 からの応答: 宛先ホストに到達できません。
192.168.1.2 からの応答: 宛先ホストに到達できません。
192.168.1.2 からの応答: 宛先ホストに到達できません。

192.168.1.4 の ping 統計:
    パケット数: 送信 = 4、受信 = 4、損失 = 0 (0% の損失)、

C:\>

スイッチ間に VLAN30 用の接続リンクがないため、VLAN30 に所属している PC-B と PC-D 間の ping は失敗します。VLAN20 と同様に、スイッチ間を VLAN30 のアクセスリンクで接続すれば、VLAN30 に所属している PC-B と PC-D 間の ping は成功します。

だが、これでは VLAN の数だけケーブルが必要になりますし、その数だけスイッチポートも消費してしまいます。しかし、スイッチ間をアクセスリンクで接続せずトランクリンクで接続すれば、1本のケーブルだけで済ませることができます。

SW-A の F0/8 をトランクポートに設定しなさい。

＜ SW-A ＞
SW-A# conf t
Enter configuration commands, one per line.  End with CNTL/Z.
SW-A(config)# int f0/8
SW-A(config-if)# switchport mode trunk
SW-A(config-if)# ^Z
SW-A#

SW-A で sh vlan brief コマンドを実行しなさい。

＜ SW-A ＞
SW-A# sh vlan brief

VLAN Name                             Status    Ports
---- -------------------------------- --------- -------------------------------
1    default                          active    Fa0/1, Fa0/4, Fa0/5, Fa0/6
                                                Fa0/7, Gi0/1
20   vlan20                           active    Fa0/2
30   vlan30                           active    Fa0/3
1002 fddi-default                     act/unsup
1003 token-ring-default               act/unsup
1004 fddinet-default                  act/unsup
1005 trnet-default                    act/unsup
SW-A#

F0/8 がありません。
トランクポートは sh vlan brief には表示されません。

SW-B の F0/8 をトランクポートに設定しなさい。

＜ SW-B ＞
SW-B# conf t
Enter configuration commands, one per line.  End with CNTL/Z.
SW-B(config)# int f0/8
SW-B(config-if)# switchport mode trunk
SW-B(config-if)# ^Z
SW-B#

SW-A と SW-B の F0/8 を両方とも switchport mode trunk コマンドでトランクポートに設定しましたが、両ポートで no switchport mode access コマンドでも両方のポートはトランクポートになります。switchport mode xxx を設定していない場合に、スイッチ同士を接続したら、そのポートはトランクポートになります。これについては後のシナリオで行います。

SW-B で sh interfaces trunk コマンドを実行しなさい。

＜ SW-B ＞
SW-B# sh int trunk

Port        Mode             Encapsulation  Status        Native vlan
Fa0/8       on               802.1q         trunking      1

Port        Vlans allowed on trunk
Fa0/8       1-4094

Port        Vlans allowed and active in management domain
Fa0/8       1,20,30

Port        Vlans in spanning tree forwarding state and not pruned
Fa0/8       1,20,30
SW-B#

sh int trunk コマンドで、トランクポートで動作しているインターフェイスを確認することができます。

PC-A から PC-C へ ping を実行しなさい。

＜ PC-A ＞
C:\> ping 192.168.1.3

192.168.1.3 に ping を送信しています 32 バイトのデータ:
192.168.1.3 からの応答: バイト数 =32 時間 =8ms TTL=128
192.168.1.3 からの応答: バイト数 =32 時間 =2ms TTL=128
192.168.1.3 からの応答: バイト数 =32 時間 =2ms TTL=128
192.168.1.3 からの応答: バイト数 =32 時間 =2ms TTL=128

192.168.1.3 の ping 統計:
    パケット数: 送信 = 4、受信 = 4、損失 = 0 (0% の損失)、
ラウンド トリップの概算時間 (ミリ秒):
    最小 = 2ms、最大 = 8ms、平均 = 3ms

C:\>

PC-B から PC-D へ ping を実行しなさい。

＜ PC-B ＞
C:\> ping 192.168.1.4

192.168.1.4 に ping を送信しています 32 バイトのデータ:
192.168.1.4 からの応答: バイト数 =32 時間 =3ms TTL=128
192.168.1.4 からの応答: バイト数 =32 時間 =3ms TTL=128
192.168.1.4 からの応答: バイト数 =32 時間 =1ms TTL=128
192.168.1.4 からの応答: バイト数 =32 時間 =2ms TTL=128

192.168.1.4 の ping 統計:
    パケット数: 送信 = 4、受信 = 4、損失 = 0 (0% の損失)、
ラウンド トリップの概算時間 (ミリ秒):
    最小 = 1ms、最大 = 3ms、平均 = 2ms

C:\>

アクセスリンク上は、データに送信元MACアドレスと宛先MACアドレスが付いたイーサネットフレームが流れます。

しかし、トランクリンク上は、このイーサネットフレームに VLAN 情報を付加したフレームが流れます。
付加した VLAN 情報には VLAN ID が入っており、この VLAN ID でどの VLAN のフレームかがわかります。

PC-A から PC-C にフレームを送るとき、SW-A の F0/8 (トランクポート) でフレームに SW-A の VLAN である VLAN20 の ID が付加され、SW-B の F0/8 (トランクポート) に送られます。ここでフレームから VLAN 情報は削除され、フレームは VLAN20 に送られます。PC-B から PC-D にフレームを送るときも同様です。

このように、フレーム毎にどの VLAN のフレームかを識別できるようにしたためので、1本のケーブルで複数の VLAN トラフィックを転送できるわけです。フレームにVLAN情報を付加する方式 (トランキングカプセル化方式) には、Cisco 独自の ISL と標準規格の IEEE802.1q の2種類の規格があります。

Catalyst スイッチは機種毎にサポートしている規格が異なりますが、比較的小規模な Catalyst スイッチでは、概ね古い機種は ISL を、新しい機種は IEEE802.1q をサポートしています。

Catalyst 1900	ISL のみサポート
Catalyst 2900XL/3500XL/2970	ISL と IEEE802.1q の両方をサポート
Catalyst 2940/2950/2960	IEEE802.1q のみサポート

SW-A で、sh flash コマンドを実行しなさい。

＜ SW-A ＞
SW-A# sh flash:

Directory of flash:/

    2  drwx         512   Mar 1 1993 07:32:37 +00:00  c2960-lanbasek9-mz.150-2.SE5
  570  -rwx         106   Mar 1 1993 07:39:20 +00:00  info
  572  -rwx         676   Mar 1 1993 00:07:59 +00:00  vlan.dat
  571  -rwx        2072   Mar 1 1993 03:12:01 +00:00  multiple-fs

27998208 bytes total (11889152 bytes free)
SW-A#

VLAN の設定を行ったので、Flash メモリ内に vlan.dat ファイルが作成されています。

SW-A と SW-B の vlan.dat を削除しなさい。

＜ SW-A ＞
SW-A# delete flash:vlan.dat
Delete filename [vlan.dat]? < Enter >
Delete flash:vlan.dat? [confirm] < Enter >
SW-A#

＜ SW-B ＞
SW-B# delete flash:vlan.dat
Delete filename [vlan.dat]? < Enter >
Delete flash:vlan.dat? [confirm] < Enter >
SW-B#

VLAN を設定するシナリオによる演習を行った場合は、最後に vlan.dat を削除することを忘れないようにしましょう。