Ciscoフレームリレー ハブ&スポークトポロジの設定

ハブ&スポークトポロジ

ハブ&スポークトポロジは、本社拠点などを中心としてスター型に各拠点(支社)を接続するトポロジです。ほとんどの通信は本社と支社の間で発生し、支社間の通信はあまり多くないという前提の元、もっとも費用対効果が高いWANのトポロジであると言われています。(言われていました・・・かな)
でも、いまでは、IP-VPNや広域イーサネットなどの新しいWANサービスは、サービスプロバイダの網に接続すればフルメッシュになるので、ハブ&スポークトポロジの方が少なくなってきています。

ただ、まだまだフレームリレーを利用しているネットワークは多いです。また、CCNAやCCNP、CCIEでもフレームリレーの設定の技術は必要です。ざっと、Ciscoルータでのフレームリレーハブ&スポークトポロジの設定について解説します

さて、次の図のネットワークをサンプルネットワークとして、フレームリレーハブ&スポークトポロジの設定を考えて見ましょう。

フレームリレーの設定で考えること

フレームリレーの設定で考えなければいけないことは、レイヤ3アドレスとDLCI番号のマッピングです。レイヤ3アドレスといっても、現在ではもうIPアドレスといってしまっても差し支えないでしょう。つまり、フレームリレー上で通信をするためには、

「IPアドレスとDLCI番号のマッピング」

を行う必要があります。
IPアドレスとDLCI番号のマッピングには、次の2つの方法があります。

・Inverse-ARPによるダイナミックマッピング
・frame-relay mapコマンドによるスタティックマッピング

Inverse-ARPは、フレームリレーインタフェースでデフォルトで有効になっています。LMI(Link Management Interface)によって、リモート側の拠点のIPアドレスとDLCI番号をダイナミックにマッピングすることができます。
ただし、LMIによってダイナミックにマッピングするためには、リモート側の拠点との間にPVCが確立していなければいけません。ハブ&スポークトポロジでは、ハブとスポーク間ではPVCが確立しています。しかし、スポーク間ではPVCが確立していません。Inverse-ARPによって、ハブとスポーク間では、LMIでダイナミックにマッピングすることができますが、スポーク間ではできません。

つまり、サンプルのネットワークでは、ハブルータであるR1からスポークルータのR2、R3のIPアドレスとDLCI番号のマッピングは可能です。でも、スポークルータのR2とR3の間では、IPアドレスとDLCI番号のマッピングはできません。

IPアドレスとDLCIのマッピングができないと・・・

R2とR3の間はPVCが確立していないので、お互いのIPアドレスに対応するDLCI番号はInverse-ARPでは解決することができません。その結果、フレームリレーヘッダに記述すべきDLCI番号がわからず、通信することができません。R2でdebug frame-relay packetによってフレームリレーの通信をデバッグすると、次のように表示されます。

R2#debug frame-relay packet
Frame Relay packet debugging is on
R2#ping 192.168.1.3
Type escape sequence to abort.
Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 192.168.1.3, timeout is 2 seconds:
00:12:37: Serial0:Encaps failed--no map entry link 7(IP).
00:12:39: Serial0:Encaps failed--no map entry link 7(IP).
00:12:41: Serial0:Encaps failed--no map entry link 7(IP).
00:12:43: Serial0:Encaps failed--no map entry link 7(IP).
00:12:45: Serial0:Encaps failed--no map entry link 7(IP).
Success rate is 0 percent (0/5)

このデバッグメッセージの出力を見ると、

Encaps failed--no map entry link 7(IP).

とあるように、フレームリレーのカプセル化ができないことがわかります。ハブ&スポークトポロジのスポーク間で通信を行うためには、Inveser-ARPによるダイナミックマッピングだけではダメです。スポーク間でお互いのIPアドレスに対するスタティックマッピングをframe-relay mapコマンドで設定する必要があります。

ハブルータ、スポークルータの設定

スポークルータ間で通信するためのスタティックマッピングを設定するframe-relay mapコマンドは次のようになります。

R2(config)#interface Serial0
R2(config-if)#frame-relay map ip 192.168.1.3 210 broadcast
R3(config)#interface Serial0
R3(config-if)#frame-relay map ip 192.168.1.2 310 broadcast

このように設定すると、スポークルータであるR2とR3はハブルータであるR1のIPアドレスは、Inveser-ARPでダイナミックに解決し、お互いのIPアドレスは、スタティックに解決します。

ただし、R2、R3をリブートすると通信ができなくなります。frame-relay mapコマンドでスタティックマッピングを設定すると、そのDLCI番号に対するInverse-ARPが無効になってしまいます。frame-relay mapコマンドを設定する前に、Invser-ARPでスポークルータはハブルータのIPアドレスを解決し、そのあとにスポーク間でframe-relay mapコマンドを設定すれば大丈夫です。
でも、リブートするとInvese-ARPが機能しないので、スポークルータとハブルータの間でのDLCI番号の解決ができなくなってしまいます。

したがって、スポークルータにはハブルータのIPアドレスに対してもframe-relay mapを設定し、ハブルータにもスポークルータのIPアドレスに対してframe-relay mapを設定します。

R1(config)#interface Serial0
R1(config-if)#frame-relay map ip 192.168.1.2 120 broadcast
R1(config-if)#frame-relay map ip 192.168.1.3 130 broadcast
R2(config)#interface Serial0
R2(config-if)#frame-relay map ip 192.168.1.3 210 broadcast
R2(config-if)#frame-relay map ip 192.168.1.1 210 broadcast
R3(config)#interface Serial0
R3(config-if)#frame-relay map ip 192.168.1.1 310 broadcast
R3(config-if)#frame-relay map ip 192.168.1.2 210 broadcast

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