Cisco Nexus 7000 シリーズ NX-OS インターフェイス コンフィギュレーション ガイド、リリース 5.x
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- Updated:
- 2017年6月11日
章のタイトル： Q-in-Q VLAN トンネルの設定
Q-in-Q VLAN トンネルの設定
この章では、Cisco NX-OS デバイス上で IEEE 802.1Q-in-Q (Q-in-Q) VLAN トンネルおよびレイヤ 2 プロトコルのトンネリングを設定する方法について説明します。
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「Q-in-Q トンネルおよびレイヤ 2 プロトコルのトンネリングの設定」
Q-in-Q トンネルについて
Q-in-Q VLAN トンネルを使用することで、サービス プロバイダーは第 2 の 802.1Q タグをすでにタグ付けされたフレームに追加して、カスタマーに内部使用の VLAN をすべて提供しながら、インフラストラクチャ内で異なるカスタマーのトラフィックを分離することができます。
Q-in-Q トンネリング
サービス プロバイダーのビジネス カスタマーには、多くの場合、サポートする VLAN ID および VLAN の数に固有の要件があります。同一サービスプロバイダー ネットワークのさまざまなカスタマーが必要とする VLAN 範囲は重複し、インフラストラクチャを通るカスタマーのトラフィックは混合してしまうことがあります。カスタマーごとに一意の VLAN ID 範囲を割り当てると、カスタマーの設定が制限され、802.1Q 仕様の 4096 の VLAN に関する上限を容易に超えてしまいます。
（注） Q-in-Q は、ポート チャネルと vPC でサポートされています。非対称リンクとしてポート チャネルを設定するには、ポート チャネル内のすべてのポートが同じトンネリング設定でなければなりません。
サービス プロバイダーは、802.1Q トンネリング機能を使用すると、単一の VLAN を使用して、複数の VLAN を含むカスタマーをサポートできます。同一の VLAN 上にあるように見えるときでも、サービス プロバイダー インフラストラクチャ内のカスタマーの VLAN ID を保護したり、異なるカスタマーの VLAN トラフィックを分離しておくことができます。IEEE 802.1Q トンネリングは、VLAN-in-VLAN 階層構造およびタグ付きパケットへのタギングによって、VLAN スペースを拡張します。802.1Q トンネリングをサポートするように設定したポートは、 トンネル ポート と呼ばれます。トンネリングを設定する場合、トンネリング専用の VLAN にトンネル ポートを割り当てます。カスタマーごとに個別の VLAN が必要ですが、その VLAN はカスタマーの VLAN をすべてサポートします。
適切な VLAN ID で通常どおりにタグ付けされたカスタマーのトラフィックは、カスタマー デバイスの 802.1Q トランク ポートからサービス プロバイダー側のエッジ スイッチのトンネル ポートに発信されます。カスタマー デバイスとエッジ スイッチの間のリンクは、一方の端が 802.1Q トランク ポート、反対側がトンネル ポートとして設定されているので、 非対称リンク です。カスタマーごとに一意のアクセス VLAN ID に、トンネル ポート インターフェイスを割り当てます。図 9-1を参照してください。
（注） 選択的 Q-in-Q トンネリングはサポートされません。トンネル ポートに着信するすべてのフレームは、Q-in-Q タギングの対象となります。
サービスプロバイダー エッジ スイッチのトンネル ポートに着信するパケット（適切な VLAN ID ですでに 802.1Q タグ付けされている）は、カスタマーに一意である VLAN ID を含む 802.1Q タグの別のレイヤでカプセル化されます。元々のカスタマーの 802.1Q タグは、カプセル化されたパケットの中に維持されます。したがって、サービスプロバイダー インフラストラクチャに着信するパケットは二重にタグ付けされます。外部タグには、カスタマーの（サービス プロバイダーによって割り当てられた）アクセス VLAN ID が含まれます。内部 VLAN ID は、（カスタマーによって割り当てられた）受信トラフィックの VLAN です。この二重タギングは、図 9-2 に示すようにタグ スタック構成 Double-Q または Q-in-Q と呼ばれます。
図 9-2 タグなし、802.1Q タグ付き、および二重タグ付きイーサネット フレーム
この方法で、外部タグの VLAN ID スペースは内部タグの VLAN ID スペースに依存しません。単一の外部 VLAN ID は、個々のカスタマーの全体の VLAN ID スペースを表すことができます。この方法により、カスタマーのレイヤ 2 ネットワークをサービス プロバイダー ネットワーク全体に拡張して、複数のサイトに仮想 LAN インフラストラクチャを作成することも可能になります。
（注） 階層型タギング、すなわちマルチレベルの dot1q タギング Q-in-Q はサポートされていません。
ネイティブ VLAN のリスク
エッジ スイッチで 802.1Q トンネリングを設定する場合は、サービス プロバイダー ネットワークにパケットを送信するために、802.1Q トランク ポートを使用する必要があります。ただし、サービスプロバイダー ネットワークのコアを通過するパケットは、802.1Q トランク、ISL トランク、または非トランキング リンクで伝送される場合があります。802.1Q トランクをこれらのコア スイッチで使用する場合には、802.1Q トランクのネイティブ VLAN を、同じスイッチ上の dot1q トンネル ポートのどのネイティブ VLAN にも一致させないでください。ネイティブ VLAN 上のトラフィックが 802.1Q 送信トランク ポートでタグ付けされなくなるためです。
図 9-3 では、VLAN 40 は、サービス プロバイダー ネットワークの入力エッジ スイッチ（スイッチ B）において、カスタマー X からの 802.1Q トランク ポートのネイティブ VLAN として設定されています。カスタマー X のスイッチ A は、VLAN 30 のタグ付きパケットを、アクセス VLAN 40 に属する、サービスプロバイダー ネットワークのスイッチ B の入力トンネル ポートに送信します。トンネル ポートのアクセス VLAN（VLAN 40）は、エッジ スイッチのトランク ポートのネイティブ VLAN（VLAN 40）と同じなので、トンネル ポートから受信したタグ付きパケットに 802.1Q タグは追加されません。パケットには VLAN 30 タグだけが付いて、サービスプロバイダー ネットワークで出力エッジ スイッチ（スイッチ C）のトランク ポートに送信され、出力スイッチ トンネルによってカスタマー Y に間違えて送信されます。
ネイティブ VLAN の問題を解決する方法は 2 つあります。
• 802.1Q トランクから出るすべてのパケット（ネイティブ VLAN を含む）が、 vlan dot1q tag native コマンドを使用してタグ付けされるように、エッジ スイッチを設定します。すべての 802.1Q トランクでネイティブ VLAN パケットにタグを付けるようにスイッチを設定した場合、スイッチはタグなしパケットを受信しますが、タグ付きパケットだけを送信します。
（注） vlan dot1q tag native コマンドは、すべてのトランク ポート上のタギング動作に影響を与えるグローバル コマンドです。
• エッジ スイッチのトランク ポートのネイティブ VLAN ID が、カスタマー VLAN 範囲に属さないようにします。たとえばトランク ポートが VLAN100 ～ 200 のトラフィックを運ぶ場合は、この範囲以外の番号をネイティブ VLAN に割り当てます。
レイヤ 2 プロトコルのトンネリングについて
サービスプロバイダー ネットワーク経由で接続される複数のサイトのカスタマーは、さまざまなレイヤ 2 プロトコルを実行して、すべてのリモート サイトおよびローカル サイトを含むようにトポロジを拡大する必要があります。スパニングツリー プロトコル（STP）が適切に稼働している必要があり、すべての VLAN で、ローカル サイトおよびサービスプロバイダー インフラストラクチャ経由のすべてのリモート サイトを含む、適切なスパニング ツリーを構築する必要があります。Cisco Discovery Protocol（CDP）は、ローカルおよびリモート サイトから隣接するシスコ デバイスを検出することができる必要があり、VLAN トランキング プロトコル（VTP）は、カスタマー ネットワークのすべてのサイトを通して一貫した VLAN 設定を提供する必要があります。
プロトコル トンネリングがイネーブルになると、サービス プロバイダー インフラストラクチャの受信側にあるエッジ スイッチが、レイヤ 2 プロトコルを特別の MAC アドレスでカプセル化し、サービス プロバイダー ネットワークの端まで送信します。ネットワークのコア スイッチでは、このパケットが処理されずに通常のパケットとして転送されます。CDP、STP、または VTP のブリッジ プロトコル データ ユニット（BPDU）は、サービスプロバイダー インフラストラクチャを通過し、サービスプロバイダー ネットワークの発信側にあるカスタマー スイッチまで配信されます。同一パケットは同じ VLAN のすべてのカスタマー ポートで受信されます。
802.1Q トンネリング ポートでプロトコルのトンネリングをイネーブルにしていない場合、サービスプロバイダー ネットワークの受信側のリモート スイッチでは BPDU を受信せず、STP、CDP、802.1X、および VTP を適切に実行できません。プロトコルのトンネリングがイネーブルである場合、それぞれのカスタマー ネットワークのレイヤ 2 プロトコルは、サービスプロバイダー ネットワーク内で動作しているものから完全に区別されます。802.1Q トンネリングでサービスプロバイダー ネットワークを通してトラフィックを送信する、さまざまなサイトのカスタマー スイッチでは、カスタマー VLAN が完全に認識されます。
（注） レイヤ 2 プロトコルのトンネリングは、ソフトウェアで BPDU をトンネリングすることで動作します。SUP が受信する多数の BPDU により CPU の負荷が大きくなります。SUP CPU の負荷を軽減するために、ハードウェア レート リミッタを使用する必要がある場合があります。「レイヤ 2 プロトコル トンネル ポートのレート制限の設定」を参照してください。
たとえば図 9-4 の場合、カスタマー X には、サービスプロバイダー ネットワーク経由で接続された同じ VLAN 上のスイッチが 4 つあります。ネットワークが BPDU をトンネリングしないと、ネットワークの遠端のスイッチは STP、CDP、802.1X、および VTP プロトコルを正しく実行できません。
前の例では、カスタマー X、サイト 1 のスイッチ上の VLAN で動作する STP は、カスタマー X、サイト 2 のスイッチに基づくコンバージェンス パラメータを考慮せずに、このサイトのスイッチのスパニング ツリーを構築します。
図 9-5 では、BPDU トンネリングがイネーブルになっていない場合にカスタマーのネットワークで生じるトポロジを示します。
図 9-5 BPDU トンネリングを使用しない仮想ネットワーク トポロジ
Q-in-Q トンネルのライセンス要件
注意事項と制約事項
Q-in-Q トンネリングおよびレイヤ 2 トンネリングには、次の設定に関する注意事項と制約事項があります。
• サービスプロバイダー ネットワーク内のスイッチは、Q-in-Q タギングによる MTU サイズの増加に対応するように設定する必要があります。
• Q-in-Q タグ付きパケットの MAC アドレス ラーニングは、外部 VLAN（サービス プロバイダー VLAN）タグに基づいています。単一の MAC アドレスが複数の内部（カスタマー）VLAN で使用される配置においては、パケット転送の問題が発生する場合があります。
• レイヤ 3 以上のパラメータは、トンネル トラフィックでは識別できません（レイヤ 3 宛先や送信元アドレスなど）。トンネル型トラフィックはルーティングできません。
• Cisco Nexus 7000 シリーズのデバイスは、トンネル トラフィックに対する MAC レイヤ ACL/QoS（VLAN ID および送信元/宛先 MAC アドレス）のみを提供できます。
• MAC アドレスに基づくフレーム配布を使用する必要があります。
• 非対称リンクでは 1 つのポートだけがトラッキングするため、Dynamic Trunking Protocol（DTP）をサポートしません。無条件でトランクになるように、非対称リンクの 802.1Q トランク ポートを設定する必要があります。
• プライベート VLAN をサポートするように設定されたポートに 802.1Q トンネリング機能を設定することはできません。プライベート VLAN は、これらの導入には必要ではありません。
• トンネル VLAN の IGMP スヌーピングをディセーブルにする必要があります。
• コントロール プレーン ポリシング（CoPP）はサポートされません。
• ネイティブ VLAN でのタギングを維持し、タグなしトラフィックを廃棄するには、 vlan dot1Q tag native コマンドを実行する必要があります。これによって、ネイティブ VLAN の誤設定を防止できます。
• 802.1Q インターフェイスをエッジ ポートにするように手動で設定する必要があります。
• EtherType 設定が複数の Cisco Nexus デバイスで有効になるように、EPLD を新しいバージョンにアップグレードする必要があります。
Q-in-Q トンネルおよびレイヤ 2 プロトコルのトンネリングの設定
このセクションでは、Cisco Nexus 7000 シリーズ デバイスで Q-in-Q トンネルとレイヤ 2 プロトコルのトンネリングを設定する方法について説明します。
• 「L2 プロトコル トンネル ポートに対するグローバル CoS の設定」
• 「レイヤ 2 プロトコル トンネル ポートのレート制限の設定」
• 「レイヤ 2 プロトコル トンネル ポートのしきい値の設定」
（注） Cisco IOS の CLI に慣れている場合、この機能に対応する Cisco NX-OS コマンドは通常使用する Cisco IOS コマンドと異なる場合があるので注意してください。
802.1Q トンネル ポートの作成
switchport mode コマンドを使用して dot1q-tunnel ポートを作成します。
（注） spanning-tree port type edge コマンドを使用して、エッジ ポートに 802.1Q トンネル ポートを設定する必要があります。ポートの VLAN メンバーシップは、switchport access vlan vlan-id コマンドを使用して変更されます。
dot1q-tunnel ポートに割り当てられたアクセス VLAN の IGMP スヌーピングをディセーブルにして、マルチキャスト パケットが Q-in-Q トンネルを通過できるようにする必要があります。
はじめる前に
手順の概要
2. interface ethernet slot / port
4. switchport mode dot1q-tunnel
5. no switchport mode dot1q-tunnel
手順の詳細
次に、802.1Q トンネル ポートを作成する例を示します。
Q-in-Q 用の EtherType の変更
Q-in-Q カプセル化に使用するように 802.1Q EtherType 値を変更できます。
（注） 二重タグ フレームを伝送する出力トランク インターフェイス（サービス プロバイダーに接続するトランク インターフェイス）だけに EtherType を設定する必要があります。トランクの一方で EtherType を変更した場合、トランクのもう一方でも同じ値を設定する必要があります（対称構成）。
手順の概要
2. interface ethernet slot / port
4. switchport dot1q ethertype value
手順の詳細
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次に、802.1Q トンネル ポートを作成する例を示します。
switch(config)# interface ethernet 7/1
レイヤ 2 プロトコル トンネルのイネーブル化
手順の概要
2. interface ethernet slot / port
4. switchport mode dot1q-tunnel
5. l2protocol tunnel [cdp | stp | vtp]
手順の詳細
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レイヤ 2 プロトコルのトンネリングをイネーブルにします。必要に応じて、CDP、STP、または VTP トンネリングをイネーブルにできます。 |
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次に、802.1Q トンネル ポートでプロトコルのトンネリングをイネーブルにする例を示します。
switch(config)# interface ethernet 7/1
L2 プロトコル トンネル ポートに対するグローバル CoS の設定
トンネル ポートの入力 BPDU が指定されたクラスでカプセル化されるように、サービス クラス（CoS）の値をグローバルに指定できます。
手順の概要
手順の詳細
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すべてのレイヤ 2 プロトコルのトンネリング ポートでグローバル CoS 値を指定します。デフォルト CoS 値は 5 です。 |
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次に、レイヤ 2 プロトコルのトンネリングのためのグローバル CoS 値を指定する例を示します。
レイヤ 2 プロトコル トンネル ポートのレート制限の設定
レイヤ 2 プロトコルのトンネリング用にハードウェア レート リミッタの設定を指定できます。デフォルトは 500 パケット/秒に設定されます。ロードまたはカスタマーにトンネリングされる VLAN 数によって、カスタマーのネットワーク上の STP のエラーを回避するためにこの値を調整する必要がある場合があります。
手順の概要
手順の詳細
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dot1q-tunnel ポートからの着信プロトコル パケットがハードウェアにドロップされる 1 秒あたりのパケット数のしきい値を設定します。有効な値の範囲は 0 ～ 30000 です。 |
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レイヤ 2 プロトコル トンネル ポートのしきい値の設定
手順の概要
2. interface ethernet slot / port
4. switchport mode dot1q-tunnel
5. l2protocol tunnel drop-threshold [cdp | stp | vtp] packets-per-sec
6. no l2protocol tunnel drop-threshold [cdp | stp | vtp]
7. l2protocol tunnel shutdown-threshold [cdp | stp | vtp] packets-per-sec
8. no l2protocol tunnel shutdown-threshold [cdp | stp | vtp]
手順の詳細
Q-in-Q 設定の確認
Q-in-Q トンネルおよびレイヤ 2 プロトコルのトンネリング設定情報を表示するには、次のタスクのいずれかを実行します。
Q-in-Q およびレイヤ 2 プロトコルのトンネリングの設定例
次に、イーサネット 7/1 に着信するトラフィックに対し Q-in-Q を処理するよう設定されたサービス プロバイダーのスイッチを示します。レイヤ 2 プロトコル トンネルが STP BPDU に対してイネーブルにされます。このカスタマーは VLAN 10（外部 VLAN タグ）に割り当てられます。
Q-in-Q トンネルおよびレイヤ 2 プロトコルのトンネリングの機能履歴
表 9-1 に、この機能のリリース履歴を示します。
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