Catalyst 4500 シリーズ スイッチ Cisco IOS ソフトウェア コンフィギュレーション ガイド Release 12.2(44)SG

レイヤ 2 イーサネット スイッチングの概要

Catalyst 4500 シリーズ スイッチでは、レイヤ 2 イーサネット セグメント間のパラレル接続を複数同時に確立できます。イーサネット セグメント間のスイッチド接続は、パケットの有効期間のみ存続します。以降のパケットには、別のセグメント間に新しい接続が確立されます。

（注） Cisco IOS Release 12.1(13)EW の場合、Catalyst 4500 シリーズ スイッチは 1600 バイトのパケットを処理できます。「オーバーサイズ」として処理して廃棄することはありません。このサイズは、一般的なIEEE（米国電気電子学会）イーサネット最大伝送ユニット（Maximum Transmission Unit; MTU）（1518 バイト）および 802.1Q MTU（1522 バイト）よりも大きな値です。大容量パケットを処理するには、ネットワーク上で 2 つのネスト化した 802.1Q ヘッダーと Multiprotocol Label Switching（MPLS; マルチプロトコル ラベル スイッチング）のサポートが必要です。

Catalyst 4500 シリーズは、高帯域のデバイスおよび多数のユーザに起因する輻輳問題を解決するために、デバイス（サーバなど）ごとに専用の 10 Mbps、100 Mbps、または 1000 Mbps セグメントを割り当てます。スイッチの各イーサネット インターフェイスは、それぞれ別のイーサネット セグメントに接続されているので、スイッチング環境が適切に設定されていれば、サーバは全帯域幅にアクセスできます。

衝突はイーサネット ネットワークにおける大きな障害になりますが、有効な解決策の1つは全二重通信です。イーサネットは通常、半二重モードで動作します。つまり、各ステーションは送信または受信のどちらか一方しか実行できません。全二重モードでは、2 つのステーション間で同時に送受信を行うことができます。パケットを同時に双方向に流すことができる場合、有効イーサネット帯域幅は 2 倍になり、10 Mbps インターフェイスで 20 Mbps、ファスト イーサネット インターフェイスで 200 Mbps になります。Catalyst 4500 シリーズ スイッチのギガビット イーサネット インターフェイスは全二重モード専用で、2 Gbps の有効帯域幅を提供します。

セグメント間のフレーム スイッチング

Catalyst 4500 シリーズ スイッチ上の各イーサネット インターフェイスは、1 台のワークステーションまたはサーバに接続することも、ハブに接続し、ハブを経由して複数のワークステーションまたはサーバをネットワークに接続することもできます。

標準的なイーサネット ハブでは、すべてのポートがハブ内の共通のバックプレーンに接続され、ハブに接続されたすべてのデバイスが、ネットワークの帯域幅を共用します。2 つのデバイス間で、帯域幅を大量に使用するセッションを確立した場合には、そのハブに接続された他のすべてのステーションで、ネットワーク パフォーマンスが低下します。

パフォーマンスの低下を抑えるために、スイッチは各インターフェイスを個々のセグメントとして処理します。異なるインターフェイス上のステーションが相互に通信する必要がある場合、スイッチは一方のインターフェイスから他方のインターフェイスにワイヤ速度でフレームを転送して、各セッションが全帯域幅を利用できるようにします。

インターフェイス間でフレームのスイッチングを効率的に行うため、スイッチはアドレス テーブルを維持します。フレームがスイッチに着信すると、ルータは送信元ステーションの MAC（メディア アクセス制御）アドレスと、フレームを受信したインターフェイスを対応付けます。

MAC アドレス テーブルの作成

Catalyst 4500 シリーズは、受信したフレームの送信元アドレスを使用して、MAC アドレス テーブルを作成します。MAC アドレス テーブルに登録されていない宛先アドレスを持つフレームをスイッチが受信すると、そのフレームを受信したインターフェイスを除き、同一 VLAN（仮想 LAN）のすべてのインターフェイスにフレームをフラッディングします。宛先デバイスから応答があると、スイッチは該当する送信元アドレスおよびインターフェイス ID をアドレス テーブルに追加します。スイッチは以降のフレームについて、すべてのインターフェイスにフラッディングすることなく 1 つのインターフェイスに転送します。

アドレス テーブルには、エントリのフラッディングを伴わずに、32,000 以上のアドレス エントリを保存できます。スイッチは設定可能なエージング タイマーによって定められたエージング メカニズムを使用するので、アドレスが所定の秒数だけ非アクティブ状態になると、アドレス テーブルから削除されます。

VLAN トランクの概要

トランクは 1 つまたは複数のイーサネット スイッチ インターフェイスと、ルータまたはスイッチなど別のネットワーキング デバイス間のポイントツーポイント リンクです。トランクは 1 つのリンクを介して複数のVLANトラフィックを伝送するので、VLAN をネットワーク全体に拡張できます。

次の 2 種類のトランク カプセル化方式が、すべてのイーサネット インターフェイスで使用可能です。

• ISL（スイッチ間リンク）プロトコル ― ISL は、シスコ独自のトランク カプセル化方式です。

（注） Supervisor Engine 6-E は、ISL トランキングをサポートしていません。そのため、switchport trunk encapsulute コマンドはサポートされていません。

（注） WS-X4418-GB および WS-X4412-2GB-T モジュール上のブロッキング ギガビット ポートは、ISL をサポートしていません。WS-X4418-GB モジュールでは、ポート 3 ～ 18 がブロッキング ギガビット ポートです。WS-X4412-2GB-T モジュールでは、ポート 1 ～ 12 がブロッキング ギガビット ポートです。

• 802.1Q ― 802.1Q は、業界標準のトランク カプセル化方式です。

トランクは、1 つのイーサネット インターフェイスまたは EtherChannel バンドルに対して設定できます。EtherChannel の詳細については、「EtherChannel の設定」を参照してください。

イーサネット トランク インターフェイスは、複数のトランキング モードをサポートしています（ 表15-2 を参照）。さらに、トランクでの ISL または 802.1Q カプセル化の使用、またはカプセル化タイプの自動ネゴシエーションを指定することもできます。

トランキングの自動ネゴシエーションを実行する場合は、インターフェイスが同一 VLAN Trunking Protocol（VTP; VLANトランキング プロトコル）ドメインにあることを確認してください。異なるドメイン内のインターフェイスを強制的にトランキングするには、 trunk キーワードまたは nonegotiate キーワードを使用します。VTP ドメインの詳細については、VTP を参照してください。

トランク ネゴシエーションは、Dynamic Trunking Protocol（DTP; ダイナミック トランキング プロトコル）によって管理されます。DTP は、ISL トランクおよび 802.1Q トランクの両方で自動ネゴシエーションをサポートします。

カプセル化タイプ

表15-1 に、イーサネット トランクのカプセル化タイプを示します。

リンクが ISL トランクまたは 802.1Q トランクのどちらになるかは、接続された 2 つのインターフェイスのトランキング モード、トランク カプセル化タイプ、およびハードウェア機能によって決まります。

レイヤ 2 インターフェイス モード

表15-2 に、レイヤ 2 インターフェイス モードを示し、イーサネット インターフェイスにおける各モードの機能について説明します。

（注） DTP は PPP（ポイントツーポイント プロトコル）です。ただし、インターネットワーキング デバイスによっては、DTP フレームが正しく転送されないことがあります。この問題を避けるために、これらのリンク上でトランキングを行わない場合は、DTP をサポートしないデバイスに接続されているインターフェイスが、access キーワードを使用して設定されていることを確認してください。DTP をサポートしないデバイスへのトランキングをイネーブルにするには、nonegotiate キーワードを使用して、インターフェイスをトランクにし、DTP フレームが生成されないようにします。

レイヤ 2 トランクとしてのイーサネット インターフェイスの設定

（注） レイヤ 2 インターフェイスのデフォルトは、switchport mode dynamic auto です。近接インターフェイスがトランキングをサポートし、trunk モードまたは dynamic desirable モードに設定されている場合、リンクはレイヤ 2 トランクになります。デフォルトでは、トランクはカプセル化方式をネゴシエーションします。近接インターフェイスがそれぞれ ISL と 802.1Q のカプセル化方式をサポートし、いずれのインターフェイスもカプセル化タイプのネゴシエーションに設定されている場合、トランクは ISL カプセル化方式を使用します。

（注） Supervisor Engine 6-E は、ISL トランキングをサポートしていません。

インターフェイスをレイヤ 2 トランクとして設定するには、次の作業を行います。

	コマンド	目的
ステップ 1	Switch(config)# interface { fastethernet | gigabitethernet | tengigabitethernet } slot/port	設定するインターフェイスを指定します。
ステップ 2	Switch(config-if)# shutdown	（任意）設定が完了するまでトラフィックを流さないようにするため、インターフェイスをシャットダウンします。
ステップ 3	Switch(config-if)# switchport trunk encapsulation { isl | dot1q | negotiate }	（任意）カプセル化方式を指定します。 （注） このコマンドと一緒に isl または dot1q キーワードを指定して、デフォルト モード （negotiate）ではサポートされない switchport mode trunk コマンドをサポートするようにします。 （注） Supervisor Engine 6-E は、ISL トランキングをサポートしていません。
ステップ 4	Switch(config-if)# switchport mode { dynamic { auto | desirable } | trunk }	インターフェイスをレイヤ 2 トランクとして設定します（インターフェイスがレイヤ2アクセス ポートの場合、またはトランキング モードを指定する場合のみ）。
ステップ 5	Switch(config-if)# switchport access vlan vlan_num	（任意）インターフェイスがトランキングを停止した場合に使用するアクセス VLAN を指定します。アクセス VLAN がネイティブ VLAN として使用されることはありません。 （注） vlan_num パラメータは、1 ～ 1005 の単一の VLAN 番号または 2 つの VLAN 番号（小さい方が先、ダッシュで区切る）で指定する VLAN 範囲です。カンマで区切った vlan パラメータの間、またはダッシュで指定した範囲の間には、スペースを入れないでください。
ステップ 6	Switch(config-if)# switchport trunk native vlan vlan_num	802.1Q トランクの場合、ネイティブ VLAN を指定します。 （注） ネイティブ VLAN を設定しない場合、デフォルトが使用されます（VLAN 1）。
ステップ 7	Switch(config-if)# switchport trunk allowed vlan { add | except | all | remove } vlan_num [, vlan_num [, vlan_num [,....]]	（任意）トランク上で許容される VLAN のリストを設定します。デフォルトでは、すべての VLAN が許容されます。トランクからデフォルト VLAN を削除することはできません。
ステップ 8	Switch(config-if)# switchport trunk pruning vlan { add | except | none | remove } vlan_num [, vlan_num [, vlan_num [,....]]	（任意）トランクでプルーニングが許容されている VLAN のリストを設定します（ VTPを参照）。デフォルトでは、プルーニングが許容される VLAN のリストに、VLAN 1 を除くすべての VLAN が含まれます。
ステップ 9	Switch(config-if)# no shutdown	インターフェイスをアクティブにします（インターフェイスをシャットダウンした場合のみ）。
ステップ 10	Switch(config-if)# end	インターフェイス コンフィギュレーション モードを終了します。
ステップ 11	Switch# show running-config interface { fastethernet | gigabitethernet | tengigabitethernet } slot/port	インターフェイスの実行コンフィギュレーションを表示します。
ステップ 12	Switch# show interfaces [ fastethernet | gigabitethernet | tengigabitethernet ] slot/port switchport	インターフェイスのスイッチ ポート設定を表示します。
ステップ 13	Switch# show interfaces [{ fastethernet | gigabitethernet | tengigabitethernet } slot/port] trunk	インターフェイスのトランク設定を表示します。

次に、インターフェイス FastEthernet 5/8 を 802.1Q トランクとして設定する例を示します。この例では、近接インターフェイスが 802.1Q トランキングをサポートするように設定され、ネイティブ VLAN のデフォルトが VLAN 1 に設定されているものとします。

次に、実行コンフィギュレーションを確認する例を示します。

次に、スイッチ ポートの設定を確認する例を示します。

次に、トランクの設定を確認する例を示します。

レイヤ 2 アクセス ポートとしてのインターフェイスの設定

（注） 存在しない VLAN にインターフェイスを割り当てると、VLAN データベースにその VLAN を作成するまで、インターフェイスは機能しません（ グローバル コンフィギュレーション モードでの VLAN の設定を参照）。

インターフェイスをレイヤ 2 アクセス ポートとして設定するには、次の作業を行います。

次に、インターフェイス FastEthernet 5/6 を VLAN 200 のアクセス ポートとして設定する例を示します。

次に、実行コンフィギュレーションを確認する例を示します。

次に、スイッチ ポートの設定を確認する例を示します。

レイヤ 2 設定のクリア

インターフェイス上のレイヤ 2 設定をクリアするには、次の作業を行います。

次に、インターフェイス FastEthernet 5/6 のレイヤ 2 設定をクリアする例を示します。

次に、レイヤ 2 設定のクリアを確認する例を示します。

次に、スイッチ ポートの設定を確認する例を示します。