インターフェイスおよびハードウェア コンポーネント コンフィギュレーション ガイド、Cisco IOS XE Release 3S

仮想インターフェイスは、物理インターフェイスと関連付けられていないネットワーク インターフェイスです。 物理インターフェイスには、イーサネット ケーブル上の RJ-45 オス型コネクタなど、何らかの物理的な要素が存在する必要があります。 仮想インターフェイスは、ソフトウェア上にのみ存在します。物理的な要素はありません。 仮想インターフェイス名の後に、数値 ID を使用して、個々の仮想インターフェイスを指定する必要があります。 たとえば、loopback 0、tunnel 1、fastethernet 0/0/0.1 などです。 この ID は名前文字列全体を一意にするために仮想インターフェイスの種類ごとに異なります。たとえば、loopback 0 インターフェイスと null 0 インターフェイスは共存できますが、単一のネットワーキング デバイスで 2 つの loopback 0 インターフェイスは共存できません。

Cisco IOS XE ソフトウェアは次の 4 つの種類の仮想インターフェイスをサポートします。

• ループバック

• ヌル

• サブインターフェイス

• トンネル

ループバック インターフェイスによって、IP アドレスまたは IPX アドレスなどのレイヤ 3 アドレスを割り当てることができる安定したインターフェイスが用意されます。 このアドレスは、ネットワーキング デバイスが NetFlow や Cisco Discovery Protocol（CDP）などのプロトコルのデータをネットワークの別のデバイスに送信する必要があり、その受信側デバイスにネットワーキング デバイスからの同じ送信元 IP アドレスを常に認識させたい場合に送信元アドレスとして設定できます。 通常の状態では、ネットワーキング デバイスによって生成されるパケットによって、アウトバウンド インターフェイスからの IP アドレスがそのパケットの送信元アドレスとして使用されたり、ネットワーキング デバイスから受信ホストへの複数の等コスト パスがあるネットワークでは、各パケットによって異なるアウトバウンド インターフェイスが使用されることがあるため、ネットワークに複数の等コスト パスがある場合、これは問題になります。

ヌル インターフェイスによって、アクセス リストの使用に関連するオーバーヘッドなしでフィルタ処理の代替方式が用意されます。 たとえば、宛先ネットワークへのトラフィックをインターフェイス外へ送信できないよう、アウトバウンド アクセス リストを作成する代わりに、ヌル インターフェイスを指す宛先ネットワークに対してスタティック ルートを作成できます。

サブインターフェイスによって、共通の物理インターフェイスが共用される場合でも、IP ルーティング プロトコルでは、各リモート ネットワーキング デバイスへのネットワーク接続を別々の物理インターフェイスとして認識されるよう、物理インターフェイスを複数のインターフェイスに仮想的に分割する方式として、サブインターフェイスが考案されました。 サブインターフェイスの最初の使用例の 1 つは、フレーム リレー WAN 上でのスプリット ホライズンの問題を解決することです。

トンネリング（別のプロトコルでのトラフィックのカプセル化）は、次のようないくつかの場合に、役に立ちます。

• 1 つのプロトコル バックボーンを介してマルチプロトコル ローカル ネットワークをイネーブルにする場合

• RIP バージョン 1、AppleTalk など、ホップ カウントが限定されているプロトコルが使用されているネットワークで、回避策を用意する場合

• 隣接していないサブネットワークを接続する場合

• WAN を介してバーチャル プライベート ネットワークを使用できるようにする場合

ループバック インターフェイスと呼ばれるソフトウェアのみのインターフェイスを指定して、物理インターフェイスをエミュレートできます。 ループバック インターフェイスは、すべてのプラットフォームでサポートされます。 ループバック インターフェイスは、no shutdown コマンドを使用後、shutdown コマンドでディセーブルにするまでアップ（アクティブ）の状態にある Cisco ルータ上の仮想インターフェイスです。 サブインターフェイスと異なり、ループバック インターフェイスは、どの物理インターフェイスの状態にも依存しません。

ループバック インターフェイスを一度イネーブルにすると、シャットダウンするまでアップのままのため、ループバック インターフェイスは安定していると見なすことができます。 ネットワーキング デバイスで、いずれの物理インターフェイスのステータスにも依存しない参照先として 1 つのアドレスが必要な場合、IP アドレスなどのレイヤ 3 アドレスの割り当てには、ループバック インターフェイスが適しています。 これに適した例は、ループバック インターフェイスの IP アドレスを、ネットワーキング デバイスのドメイン ネーム システム（DNS）のホストアドレスの IP アドレスとして使用する場合です。 ルータを管理するときに、任意の時点で使用可能となる可能性があるインターフェイス IP アドレスが確かではないため、ループバック インターフェイスが使用できるようになる前に、ネットワーク管理者は割り当てられた IP アドレスがあるルータ上の各インターフェイスの DNS ホスト エントリを設定する必要があります。 次に示されたルータ A のインターフェイス設定と DNS エントリの例では、各インターフェイスに 1 つの DNS エントリが設定されています。

GigabitEthernet0 10.10.10.1 255.255.255.0
GigabitEthernet1 10.10.11.1 255.255.255.0
GigabitEthernet2 10.10.12.1 255.255.255.0
GigabitEthernet3 10.10.13.1 255.255.255.0
GigabitEthernet4 10.10.14.1 255.255.255.0
GigabitEthernet5 10.10.15.1 255.255.255.0

RouterA   IN  A  10.10.10.1
          IN  A  10.10.11.1
          IN  A  10.10.12.1
          IN  A  10.10.13.1
          IN  A  10.10.14.1
          IN  A  10.10.15.1

Loopback 172.16.78.1 255.255.255.0
GigabitEthernet0 10.10.10.1 255.255.255.0
GigabitEthernet1 10.10.11.1 255.255.255.0
GigabitEthernet2 10.10.12.1 255.255.255.0
GigabitEthernet3 10.10.13.1 255.255.255.0
GigabitEthernet4 10.10.14.1 255.255.255.0
GigabitEthernet5 10.10.15.1 255.255.255.0

RouterA   IN  A  172.16.78.1

ループバック インターフェイスは安定した発信元インターフェイスを実現するもので、IP ルーティング プロトコルがループバック インターフェイスに割り当てられたサブネットをアドバタイズする限り、発信元インターフェイスに割り当てられた IP アドレスがいつでも到達可能になるようにします。 ただし、ループバック モードを使用して、ビット喪失またはデータ破損などの WAN（シリアル）リンクでの問題がテストされ、診断されます。 この考えは、トラフィックの送信元のデバイスに同じインターフェイスがバック アウトされるインターフェイスで受信したデータ パケットが戻されるよう、ループを設定することです。 送信されたときと同じ条件でデータ パケットが戻されることをチェックすることによって、ループバック モードを使用して問題のトラブルシューティングが行われます。 データ パケットでのエラーは、WAN インフラストラクチャでの問題を示します。 多くの種類のシリアル インターフェイスには、インターフェイスまたはコントローラ コンフィギュレーション モードで入力される独自の形式のループバック コマンド構文があります。

ヌル インターフェイスは、ループバック インターフェイスに類似した仮想ネットワーク インターフェイスです。 ループバック インターフェイスへのトラフィックは、ルータ自体に宛てて送信される一方で、ヌル インターフェイスに送信されるトラフィックは廃棄されます。 このインターフェイスは常にアップで、トラフィックの転送や受信はできません。カプセル化は常に失敗します。 ヌル インターフェイスは、ほとんどのオペレーティング システムで使用可能なヌル デバイスと同様に機能します。

ヌル インターフェイスは、不必要なネットワーク トラフィックを廃棄する、オーバーヘッドが低い方式として使用されます。 たとえば、ネットワーク ユーザが、特定の IP サブネットに到達できないようにする場合、ネットワーキング デバイスのヌル インターフェイスを指すサブネットに対して、スタティック IP ルートを作成できます。 スタティック IP ルートの使用は、IP アクセス リストを使用する場合よりも、ネットワーキング デバイスでより少ない CPU が消費されます。 また、スタティック ルート設定は、インターフェイス コンフィギュレーション モードではなくグローバル コンフィギュレーション モードで行われるため、IP アクセス リストよりも簡単に設定できます。

ヌル インターフェイスは、1 つのアドレスで設定できない場合があります。 Null 0 と示されるヌル インターフェイスがネクスト ホップであるスタティック ルートを設定することによってのみ、このインターフェイスにトラフィックを送信できます。 ネクスト ホップをヌル インターフェイスに設定する 1 つの例は、BGP を介してアナウンスメントできるように集約ネットワークにルートを設定する場合や、セキュリティなどの目的で、特定のアドレス範囲へのトラフィックが、ルータを介して送信されないようにする場合です。

ルータには、常に 1 つのヌル インターフェイスがあります。 デフォルトでは、ヌル インターフェイスに送信されるパケットによって、パケットの発信元 IP アドレスにインターネット制御メッセージ プロトコル（ICMP）の到達不能メッセージを送信することによって、ルータが応答します。 これらの応答を送信するか、パケットを静かにドロップするかのいずれかが行われるよう、ルータを設定できます。

サブインターフェイスは、物理インターフェイスに関連付けられます。 サブインターフェイスが関連付けられている物理インターフェイスがイネーブルにされると、サブインターフェイスがイネーブルになり、物理インターフェイスがシャットダウンされると、サブインターフェイスはディセーブルになります。

（注）	サブインターフェイスは、関連付けられている物理インターフェイスとは別に、イネーブルにしたりシャットダウンしたりすることができます。 ただし、シャットダウンされた物理インターフェイスのサブインターフェイスは、イネーブルにできません。

物理インターフェイスを、IP サブネットなどの固有のレイヤ 3 ネットワーク アドレスを割り当てることができる複数の仮想インターフェイスに分割することによって、サブインターフェイスが作成されます。 サブインターフェイスの最初の使用例の 1 つは、フレーム リレー WAN 上でのスプリット ホライズンの問題を解決することです。 スプリット ホライズンは、IP サブネットが認識されたのと同じ物理インターフェイスからアドバタイズされない、RIP などの IP ルーティング プロトコルに関連付けられた動作です。 スプリット ホライズンは、IP ネットワークでのルーティングのループを防ぐために実装されました。 ネットワーク接続の両側のネットワーキング デバイスによって、お互いに同じ IP ルートがアドバタイズされるときに、ルーティングのループが発生します。 多くのネットワーキング デバイスのデフォルト動作はスプリット ホライズンを実装することが目的であるため、1 つの物理インターフェイスを介して複数のリモート ネットワーキング デバイスに接続されたフレーム リレー マルチポイント ネットワーク インターフェイスでは、スプリット ホライズンが問題となりました。これは、同じ物理インターフェイスを介しても到達可能であった他のデバイスにインターフェイスがバック アウトされるインターフェイスを介して認識された IP ルートは、ネットワーキング デバイスによってアドバタイズされないことを意味します。 サブインターフェイスによって、共通の物理インターフェイスが共用される場合でも、IP ルーティング プロトコルでは、各リモート ネットワーキング デバイスへのネットワーク接続を別々の物理インターフェイスとして認識されるよう、物理インターフェイスを複数のインターフェイスに仮想的に分割する方式として、サブインターフェイスが考案されました。 TCP/IP では、デフォルトで、スプリット ホライズンの制限がディセーブルにされるようになりましたが、AppleTalk や IPX などのプロトコルは、引き続きスプリット ホライズンによる制約を受けます。

サブインターフェイスは、Hardware Interface Descriptor（IDB）、ピリオド記号、プレフィックスで固有の番号の順で構成されるプレフィックスによって指定されます。 フル サブインターフェイス番号は、ネットワーキング デバイスに対して固有である必要があります。 たとえば、GigabitEthernet インターフェイス 0/0/0 の最初のサブインターフェイスの名前は GigabitEthernet 0/0/0.1 となります。ここで .1 は最初のサブインターフェイスを示します。

トンネリングを使用すると、トランスポート プロトコル内部の任意のパケットをカプセル化できます。 トンネルは、仮想インターフェイスとして実装され、簡単なインターフェイスを設定できるようになっています。 トンネル インターフェイスは、特定の「passenger」プロトコルまたは「transport」プロトコルには関連付けられていませんが、任意の標準的なポイントツーポイント カプセル化スキームの実装に必要なサービスが提供されるように設計されたアーキテクチャです。

提供する必要がある接続によって、トンネル インターフェイスを実装するいくつかの方法があります。 トンネルの 1 つの共通の使用目的は、IPX がサポートされないネットワークでのデバイスを介した IPX などのネットワーク プロトコルに、データ トラフィックを運ぶことです。 たとえば、ネットワークのコアではなくエッジにあるサイトで、ネットワークによって IPX が使用される場合、ネットワークのコアを介して IP の IPX をトンネリングすることによって、ネットワーク エッジにある IPX サイトに接続できます。

Cisco IOS XE ソフトウェアを使用して利用できるさまざまな種類のトンネリング技術の詳細については、『Cisco IOS XE Interface and Hardware Component Configuration Guide』の「Implementing Tunnels」モジュールを参照してください。

1.    enable


2.    configure terminal


3.    interface loopback number


4.    ip address ip-address mask [secondary]


5.    end


6.    show interfaces loopback number


7.    exit

Router> enable

Router# configure terminal

Router(config)# interface loopback 0

Router(config-if)# ip address 10.20.1.2 255.255.255.0

Router(config-if)# end

Router# show interfaces loopback 0

Router# exit

Router# show interfaces loopback
Loopback0 is up, line protocol is up 
  Hardware is Loopback
  Internet address is 10.20.1.2/24
  MTU 1514 bytes, BW 8000000 Kbit, DLY 5000 usec, 
     reliability 255/255, txload 1/255, rxload 1/255
  Encapsulation LOOPBACK, loopback not set
  Last input never, output never, output hang never
  Last clearing of "show interface" counters never
  Input queue: 0/75/0/0 (size/max/drops/flushes); Total output drops: 0
  Queueing strategy: fifo
  Output queue: 0/0 (size/max)
  5 minute input rate 0 bits/sec, 0 packets/sec
  5 minute output rate 0 bits/sec, 0 packets/sec
     0 packets input, 0 bytes, 0 no buffer
     Received 0 broadcasts, 0 runts, 0 giants, 0 throttles
     0 input errors, 0 CRC, 0 frame, 0 overrun, 0 ignored, 0 abort
     0 packets output, 0 bytes, 0 underruns
     0 output errors, 0 collisions, 0 interface resets
     0 output buffer failures, 0 output buffers swapped out

この作業では、ヌル インターフェイスを設定する方法について説明します。 ヌル インターフェイスによって、トラフィックのフィルタ処理のためのアクセス コントロール リストの代替方式が提供されます。 すべての不要なトラフィックはヌル インターフェイス宛てにすることができます。ヌル インターフェイスではトラフィックの送受信を行えず、そのトラフィックがカプセル化されます。

ヌル インターフェイスに指定できる唯一のインターフェイス コンフィギュレーション コマンドは、no ip unreachables コマンドです。

1.    enable


2.    configure terminal


3.    interface type number.subinterface-number


4.    ip address ip-address mask [secondary]


5.    end


6.    show interfaces type number.subinterface-number


7.    exit

Router> enable

Router# configure terminal

Router(config)# interface GigabitEthernet 2/3.5

Router(config-if)# ip address 209.165.200.225 255.255.255.224

Router(config-if)# end

Router# show interfaces GigabitEthernet 2/3.5

Router# exit

Router# show interfaces GigabitEthernet 2/3.5
GigabitEthernet2/3.5432 is down, line protocol is down (notconnect)
  Hardware is c7600 1Gb 802.3, address is 001b.0de6.c100 (bia 001b.0de6.c100)
  Description: *sample*
  Internet address is 10.11.12.13/24
  MTU 1500 bytes, BW 1000000 Kbit, DLY 10 usec,
     reliability 255/255, txload 1/255, rxload 1/255
  Encapsulation 802.1Q Virtual LAN, Vlan ID  2339.
  ARP type: ARPA, ARP Timeout 04:00:00
  Keepalive set (10 sec)
  Last clearing of "show interface" counters never