概要

Cisco IOSでのVLANの設定と確認コマンドを詳しく解説します。VLANを作成するときには、レイヤ2スイッチの内部で、VLANとポートの関連付けをイメージすることがポイントです。

図 VLANの設定のポイント
図 VLANの設定のポイント

VLANの設定の流れ

まず、VLANの設定について全体的な設定の流れを確認しましょう。CatalystスイッチでVLANに関する設定の流れは、次の通りです。

Step1:VLANの作成
デフォルトでは、VLAN1が存在します。必要に応じて、追加のVLANを作成します。VLANはレイヤ2スイッチ内部に設定で作成する仮想的なレイヤ2スイッチです。
Step2:スイッチポートの設定
作成したVLAN、すなわち、仮想的なレイヤ2スイッチにポートを割り当てます。アクセスポートは1つのVLANのみに割り当てるポートです。トランクポートは複数のVLANに割り当てるポートです。

デフォルトでは、スイッチにはVLAN1が存在します。すべてのポートはCatalystのモデルに応じて、特定のDTPモードになっています。Catalyst3560/3750では、Dynamic autoのモードです。そのため、Catalystスイッチが接続されない場合は、すべてのポートはアクセスポートとして動作します。アクセスポートとして動作する場合のVLANメンバーシップはVLAN1です。

ここから必要に応じて、新しくVLANを作成したり、DTPモードを変更したりしてアクセスポート/トランクポートとして動作させるようにします。アクセスポートの場合はVLANメンバーシップを決め、トランクポートの場合はトランクカプセル化プロトコルの指定などを行います。

デフォルトでは、VLAN1002～1005も存在しています。これらはイーサネット用のVLANではないので、通常、考慮する必要はありません。

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アクセスポートおよびトランクポートについて、以下の記事を参照してください。

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トランクポート ～複数のVLANに割り当てるポート～
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トランクポートは複数のVLANに割り当てられるポートです。スイッチをまたがったVLANを作りたいときに、スイッチ間をトランクポートで接続すると効率的です。

VLANの作成

スイッチに新しくVLANを作成するためには、グローバルコンフィグレーションモードで次のコマンドを使います。

VLANの作成

(config)#vlan <vlan-id>
(config-vlan)#name <vlan-name>

<vlan-id> : VLAN番号
<vlan-name> ：VLAN名

VLANを作成することは、レイヤ2スイッチ内部に独立した仮想的なレイヤ2スイッチを作成することです。

VLAN名の設定はオプションです。省略するとデフォルトでは、「VLANxxxx」(xxxx:4桁のVLAN番号)という名前がつけられます。たとえば、VLAN2のVLAN名は「VLAN0002」です。VLAN番号には、標準VLAN番号と拡張VLAN番号があります。

  • 標準VLAN番号
    • 1～1005
    • 1002～1005はトークンリング/FDDI用に予約されています。
  • 拡張VLAN番号
    • 1006～4094
    • 拡張VLAN番号のVLANを作成するには、VTPトランスペアレントモードにする必要があります。
    • 拡張VLAN番号のVLANはVTPでアドバタイズされず、他のスイッチと同期を取ることもありません。
    • 拡張VLAN番号のVLANはVLANデータベース内に保存されません。

なお、複数のVLANを一括で作成することもできます。「-(ハイフン)」で連続したVLAN番号の複数のVLANを一括で作成可能です。「,(カンマ)」で区切って連続しない複数のVLAN番号のVLANを一括で作成できます。たとえば、VLAN2からVLAN5とVLAN10を一括で作成するためには、以下のコマンド入力です。

複数のVLANの一括作成の例

vlan 2-5,10

スイッチの機種によっては、複数VLANの一括作成はできません。

以前のCatalystスイッチでは、グローバルコンフィグレーションモードではなくVLANデータベースモードで設定しています。
#vlan database
(vlan)#vlan <vlan-id> name <vlan-name>

VLANの削除

VLANは設定で作成するものなので、削除することももちろんできます。VLANを削除する場合は、Ciscoのコマンド削除のフォーマットにしたがって、「no」をつけてコマンドを入力すればOKです。

VLANの削除

(config)#no vlan <vlan-id>

<vlan-id> : 削除したいVLAN番号

削除するときも、「-(ハイフン)」や「,(カンマ)」で複数VLANを一括で削除することもできます。なお、VLANを削除すると、そのVLANのアクセスポートが使えなくなってしまうので注意してください。

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VLANを削除するときの注意点について、以下の記事で詳しく解説しています。

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VLANを削除するときの注意点 | ネットワークのおべんきょしませんか？
https://www.n-study.com/vlan-detail/notes-on-deleting-vlans/
VLANを削除しても、そのVLANに割り当てられたポートの設定は残ったままです。VLAN削除時の注意について解説します。

スイッチポートの設定

DTPモードを適切に設定して、アクセスポートまたはトランクポートとして動作させます。これは、つまり、仮想的なレイヤ2スイッチにポートを割り当てることです。DTPモードは、インタフェースコンフィグレーションモードで次のコマンドで設定します。

DTPモードの設定

(config)#interface <interface-name>
(config-if)#switchport mode {dynamic {auto | desirable} | trunk |access}

<interface-name> : インタフェース名

DTPモードをdynamic auto/desirableにして、ダイナミックにアクセスポート/トランクポートを決定するよりは、スタティックなアクセスポート/トランクポートにする設定が多いでしょう。

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DTPモードについて、以下の記事で詳しく解説しています。

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Cisco DTP ～対向ポートに合わせてトランクポート/アクセスポートに～
https://www.n-study.com/vlan-detail/cisco-dtp/
Cisco CatalystスイッチはDTP(Dynamic Trunking Protocol)で対向のポートに合わせてトランクポート/アクセスポートを自動的に決定できます。

アクセスポート

スイッチのポートをスタティックなアクセスポートにして、そのVLANメンバーシップを決めるにはインタフェースコンフィグレーションモードで次のように設定します。

アクセスポートの設定

(config)#interface <interface-name>
(config-if)#switchport mode access
(config-if)#switchport access vlan <vlan-id>

<interface-name> : インタフェース名
<vlan-id> : 割り当てたいVLAN番号

スタティックなアクセスポートにする場合は、DTPを無効化しておいた方がよいです。DTPを無効化するには、次のコマンドを使います。

DTP無効化

(config-if)#switchport nonegotiate

トランクポート

スイッチのポートをスタティックトランクポートとして設定するには、次のように設定します。

トランクポートの設定

(config)#interface <interface-name>
(config-if)#switchport trunk encapsulation {dot1q | isl}
(config-if)#switchport mode trunk

<interface-name> : インタフェース名

1Q、ISLの両方のトランクプロトコルをサポートしているときのみ、switchport trunk encapsulationコマンドが必要です。また、スタティックなトランクポートにする場合は、やはりDTPを無効化する方がよいです。

トランクポートは、デフォルトでスイッチ内部のすべてのVLANと接続されます。必要に応じて、トランクポートと接続するVLANを限定することができます。そのためのコマンドは次の通りです。

allowed vlanの設定

(config-if)#switchport trunk allowed vlan [add | all | except | remove] <vlan-list>

<vlan-list> : トランク上で許可するVLAN番号のリスト

また、IEEE802.1Qトランクの場合、ネイティブVLANを指定します。ネイティブVLANの指定はインタフェースコンフィグレーションモードで次のように設定します。

ネイティブVLANの設定

(config-if)#switchport trunk native vlan <vlan-id>

<vlan-id> : ネイティブVLANのVLAN番号

なお、次のコマンドでネイティブVLANのイーサネットフレームにもVLANタグを付加するように設定できます。

ネイティブVLANのタグ付け

(config)#vlan dot1q tag native

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ネイティブVLANについて、以下の記事で解説しています。

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ネイティブVLAN
https://www.n-study.com/vlan-detail/native-vlan/
ネイティブVLANとはIEEE802.1Qトランクでは、ネイティブVLANが用意されています。ネイティブVLANとは、トランクリンク上で例外的にVLANタグを付加しないVLANです。ネイティブVLANは、トランクポートごとに1つのVLANを指定することができます。「ネイティブ(Native)」は「そのままの」といった意味合いです。ネイティブVLANのイーサネットフレームは、トランク上に転送する際に変更されずにそのまま転送されることになります。ネイティブVLANのVLANの認識「同じVLANのポート間でのみイーサネットフレームを転送する」というVLANの基本的...

VLANとスイッチポートの設定の確認

VLANおよびアクセスポート、トランクポートの設定を確認するためのコマンドを下記の表にまとめています。

showコマンド表示内容
#show vlan [brief]スイッチに存在するVLANと各VLANに割り当てているアクセスポートを表示します。
#show interface trunkスイッチ上のトランクポートの要約情報を表示します。
#show interface <interface-name> switchportスイッチポート(アクセスポート/トランクポート)の状態を詳細に表示します。
表 VLANとスイッチポートの主なshowコマンド

VLANとスイッチポートの設定例

次の図は、Catalystスイッチのデフォルトの状態の内部構造をモデル化したものです。Catalyst2970シリーズのスイッチを想定しています。

図 デフォルトのVLANとポートの対応
図 デフォルトのVLANとポートの対応

デフォルトの状態のCatalystスイッチで以下の設定を行います。

  • VLAN2を作成
  • Fa0/2をVLAN2のアクセスポートにする
  • Fa0/3をIEEE802.11Qのトランクポートにする

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CiscoでのVLANのより詳細な設定例を以下の記事にもまとめています。

ネットワークのおべんきょしませんか？
 
Cisco VLANの詳細な設定例 | ネットワークのおべんきょしませんか？
https://www.n-study.com/vlan-detail/cisco-vlan-detailed-configuration-example/
CiscoでのVLANの設定例です。ステップバイステップの詳細な手順でVLANによって、独立したネットワークを作り上げていきます。

VLAN2の作成

まず、VLAN2を作ります。

VLAN2の作成

vlan 2

この設定により、スイッチの内部にVLAN2の仮想的なスイッチが作られます。必要ならばわかりやすくVLANに名前をつけることも可能です。

Fa0/2をVLAN2のアクセスポートに割り当てる

そして、作成したVLAN2の仮想的なスイッチにポートを割り当てます。Fa0/2をVLAN2のアクセスポートにするためには、 次のコマンドを利用します。

Fa0/2 VLAN2のアクセスポート

interface FastEthernet0/2
 switchport mode access
 switchport access vlan 2

この設定によって、Fa0/2とVLAN2がつながることになります。

Fa0/3をIEEE802.1Qトランクポートにする

Fa0/3をIEEE802.1Qのトランクポートにするには、次のように設定します。

Fa0/3 トランクポート

interface FastEthernet0/3
 switchport mode trunk

すると、Fa0/3はVLAN1にもVLAN2にも接続されることになり、各VLANの識別情報を付加してフレームを転送することができます。Catalyst2970シリーズはIEEE802.1Qのみをサポートしています。そのため、switchport trunk encapsulationコマンドは不要です。

ここまでの設定を行った場合、Catalystスイッチの内部の接続は次の図になります。

図 VLANとスイッチポートの設定例
図 VLANとスイッチポートの設定例

このように内部の接続の様子を見てみると、VLAN1のアクセスポートのFa0/1とVLAN2のアクセスポートのFa0/2が直接通信できなくなってしまうのもよくわかります。同じスイッチのポートですが、スイッチ内部ではFa0/1、Fa0/2はつながっていないからです。

異なるVLANのポート同士で通信をさせるためには、レイヤ3スイッチやルータを利用して、VLAN間ルーティングを行うことが必要です。

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VLAN間ルーティングについて、以下の記事もあわせてご覧ください。

ネットワークのおべんきょしませんか？
 
VLAN間ルーティングの概要 | ネットワークのおべんきょしませんか？
https://www.n-study.com/vlan-detail/intervlanrouting-overview/
レイヤ2スイッチでVLANによってネットワークを分割すると、VLAN間の通信ができなくなってしまいます。VLAN同士を相互接続して、通信可能にすることがVLAN間ルーティングです。

確認コマンドのサンプル

上記の設定のときの確認コマンドを実際に見てみましょう。

show vlan brief

まず、スイッチ内部のVLANとアクセスポートを確認するために、show vlan briefコマンドを使います。

show vlan brief

Switch#show vlan brief

VLAN Name                             Status    Ports
---- -------------------------------- --------- -------------------------------
1    default                          active    Fa0/1, Fa0/4, Fa0/5, Fa0/6
                                                Fa0/7, Fa0/8, Fa0/9, Fa0/10
                                                Fa0/11, Fa0/12, Fa0/13, Fa0/14
                                                Fa0/15, Fa0/16, Fa0/17, Fa0/18
                                                Fa0/19, Fa0/20, Fa0/21, Fa0/22
                                                Fa0/23, Fa0/24, Gi0/1, Gi0/2
2    VLAN0002                         active    Fa0/2
1002 fddi-default                     act/unsup
1003 token-ring-default               act/unsup
1004 fddinet-default                  act/unsup
1005 trnet-default                    act/unsup

VLAN2が存在し、そのアクセスポートとしてFa0/2があることがわかります。

デフォルトのVLAN1のアクセスポートとしてFa0/3が入っていないことに注意してください。Fa0/3はトランクポートの設定をしているので、show vlan briefには現れなくなります。

ルータにイーサネットスイッチモジュールを搭載しているときは、show vlan-switch briefコマンドです。

show interface trunk

トランクポートの確認をするためには、show interface trunkコマンドを使います。このコマンドにより、スイッチ上のすべてのトランクポートの要約情報を確認することができます。設定例でのサンプル出力は下記の通りです。

show interface trunk

Switch#show interfaces trunk

Port        Mode         Encapsulation  Status        Native vlan
Fa0/3       on           802.1q         trunking      1

Port      Vlans allowed on trunk
Fa0/3       1-4094

Port        Vlans allowed and active in management domain
Fa0/3       1-2

Port        Vlans in spanning tree forwarding state and not pruned
Fa0/3       1-2

トランクポートに設定したFa0/3のトランクプロトコルやトランクポートで転送するVLANの情報などがわかります。コマンド出力の各項目は次のような情報を表しています。

  • Vlans allowed on trunk
    switchport trunk allowed vlanコマンドの内容が反映されます。デフォルトでは、1-4094のすべてのVLANです。
  • Vlans allowed and active in management domain
    許可されているVLANのうち、実際にトランクポートに接続されるアクティブなVLANが表示されます。
  • Vlans in spanning tree forwarding state and not pruned
    スパニングツリーの計算やVTPプルーニングなどを踏まえて、実際にトランクポートから転送されるVLAN番号が表示されます。トランクポートから転送されるVLANを確認するには、この部分の確認をしてください。

show interface switchport

また、スイッチポートとしての詳細な情報を確認するためには、show interface switchportコマンドを使います。Fa0/2とFa0/3のshow interface switchportコマンドは次の通りです。

show interface switchport

Switch#show interfaces fa 0/2 switchport
Name: Fa0/2
Switchport: Enabled
Administrative Mode: static access
Operational Mode: static access
Administrative Trunking Encapsulation: dot1q
Operational Trunking Encapsulation: native
Negotiation of Trunking: Off
Access Mode VLAN: 2 (VLAN0002)
Trunking Native Mode VLAN: 1 (default)
Voice VLAN: none
～省略～

Switch#show interfaces fa 0/3 switchport
Name: Fa0/3
Switchport: Enabled
Administrative Mode: trunk
Operational Mode: trunk
Administrative Trunking Encapsulation: dot1q
Operational Trunking Encapsulation: dot1q
Negotiation of Trunking: On
Access Mode VLAN: 1 (default)
Trunking Native Mode VLAN: 1 (default)
Voice VLAN: none
～省略～
Trunking VLANs Enabled: ALL
～省略～

アクセスポートもしくはトランクポートとしての情報に加えて、さまざまなレイヤ2レベルの機能を確認することができます。CatalystスイッチのモデルやIOSのバージョンによって表示される内容は異なりますが、主な項目について解説します。

  • Administrative Mode
    設定されているDTPモードを表します。
  • Operational Mode
    実際にポートがトランクポートとして動作しているか、アクセスポートとして動作しているかを表します。
  • Administrative Trunking Encapsulation
    トランクプロトコルの設定を表します。
  • Operational Trunking Encapsulation
    実際に利用しているトランクプロトコルを表します。
  • Negotiation of Trunking
    DTPによるネゴシエーションが有効であるかを表します。
  • Access Mode VLAN
    そのポートがアクセスポートになった場合のVLANメンバーシップのVLAN番号を表します。
  • Trunking Native Mode VLAN
    1QトランクのネイティブVLANのVLAN番号を表します。ネイティブVLANが意味を持つのは、IEEE802.1Qトランクの場合のみです。
  • Voice VLAN
    IP Phoneを接続する場合のVoice VLANのVLAN番号を表します。
  • Trunking VLANs Enabled
    switchport trunk allowed vlanで許可しているVLAN番号を表します。デフォルトは、1-4904(all)となります。

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VLANの動作の仕組みをより深く理解するための解説です。このページの内容がしっかりとわかれば、VLANの仕組みはばっちり理解できています。
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VLANの仕組みをより深く理解するための演習
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「同じVLANのポート間でのみイーサネットフレームを転送する」というVLANの仕組みをより深く知るための演習です。

まとめ

ポイント

  1. VLANの設定は、レイヤ2スイッチ内部でVLANとポートの関連付けをイメージすることが重要です。
  2. VLANの設定の流れ
    1. VLANの作成
    2. 作成したVLANにポートの割り当て
ネットワークのおべんきょしませんか？
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