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 リリース 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 スイッチは、レイヤ 2 イーサネット セグメント間の同時パラレル接続をサポートしています。イーサネット セグメント間のスイッチド コネクションは、パケットが伝送されている間だけ維持されます。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 Institute of Electrical and Electronics Engineers（IEEE; 電気電子学会）最大伝送単位（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 ヘッダーとマルチプロトコル ラベル スイッチング（MPLS）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有します。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 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 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 エントリを保管できます。スイッチは設定可能なエージング タイマーによって定義されたエージング メカニズムを使用するため、アドレスが非アクティブなまま指定した秒数が経過すると、そのアドレスはアドレス テーブルから削除されます。

VLAN トランクの概要

トランクとは、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他のネットワーキング デバイス（ルータ、スイッチなど）の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することができます。

すべてのイーサネット インターフェイス上で、2 種類のトランキング カプセル化方式を使用できます。

• スイッチ間リンク（ISL）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、業界標準のトランキング カプセル化方式です。

トランクを設定できるのは、1 つのイーサネット インターフェイスまたは EtherChannel バンドルに対してです。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、 表 15-2 に示すトランキング モードをサポートしています。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 VTP 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、「レイヤ 2 イーサネット インターフェイスの設定」を参照してください。

トランク ネゴシエーションは、ダイナミック トランキング プロトコル（DTP）によって管理されます。DTP は、ISL および 802.1Q の両方のトランクで自動ネゴシエーションをサポートしています。

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。ネイバー 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のネゴシエーションを行います。ネイバー 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。

次に、ファスト イーサネット インターフェイス 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、ネイバー 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、ファスト イーサネット インターフェイス 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、ファスト イーサネット インターフェイス 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。