概要

VLANの仕組みは「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」ことです。そうすることで、レイヤ2スイッチで仮想的にネットワークを分割できます。「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。

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ネットワーク構成

図 VLANの演習 ネットワーク構成
図 VLANの演習 ネットワーク構成


SW1/SW2は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ます。そのため、Catalystスイッチとは若干、コマンドが異なるところがあります。

設定条件

  1. SW1 Fa0/1をVLAN10のアクセスポートとして設定します。SW2 Fa0/1をVLAN20のアクセスポートとして設定します。
  2. PC1、PC2は192.168.10.0/24のサブネットに所属します。PC1は192.168.10.1/24、PC2は192.168.10.2/24とします。
  3. PC1とPC2が接続されているスイッチのポートに割り当てられているVLANが異なっています。それにも関わらず、PC1-PC2間で通信できるようにしてください。

初期設定

以下の内容は設定済みです。

  • ホスト名
  • PC1/PC2
    IPアドレス

設定

【Step1:VLANの作成とアクセスポートの設定】

SW1/SW2にVLANを作成して、Fa0/1のポートの割り当てを行います。作成するVLANとポートの割り当てを以下の表にまとめています。

機器VLANアクセスポート
SW110Fa0/1
SW220Fa0/1
表 VLANとアクセスポート

SW1

vlan 10
!
interface FastEthernet0/1
 switchport access vlan 10

SW2

vlan 20
!
interface FastEthernet0/1
 switchport access vlan 20

【Step2:トランクポートの設定】

まずは、SW1-SW2間をトランクとして設定して、PC1-PC2間で通信できるかを確認します。

SW1/SW2

interface FastEthernet0/9
 switchport mode trunk

【Step3:アクセスポート、トランクポートの確認】

SW1/SW2のアクセスポート、トランクポートの設定を確認します。

  • show vlan-switch brief
    VLANとそのアクセスポートを確認する
  • show interface trunk
    スイッチ上のトランクポートを確認する

Catalystスイッチでは、show vlan briefコマンドです。

SW1

SW1#show vlan-switch brief

VLAN Name                             Status    Ports
---- -------------------------------- --------- -------------------------------
1    default                          active    Fa0/0, Fa0/2, Fa0/3, Fa0/4
                                                Fa0/5, Fa0/6, Fa0/7, Fa0/8
                                                Fa0/10, Fa0/11, Fa0/12, Fa0/13
                                                Fa0/14, Fa0/15
10   VLAN0010                         active    Fa0/1
1002 fddi-default                     active
1003 token-ring-default               active
1004 fddinet-default                  active
1005 trnet-default                    active
SW1#show interfaces trunk

Port      Mode         Encapsulation  Status        Native vlan
Fa0/9     on           802.1q         trunking      1

Port      Vlans allowed on trunk
Fa0/9     1-1005

Port      Vlans allowed and active in management domain
Fa0/9     1,10

Port      Vlans in spanning tree forwarding state and not pruned
Fa0/9     1,10

SW2

SW2#show vlan-switch brief

VLAN Name                             Status    Ports
---- -------------------------------- --------- -------------------------------
1    default                          active    Fa0/0, Fa0/2, Fa0/3, Fa0/4
                                                Fa0/5, Fa0/6, Fa0/7, Fa0/8
                                                Fa0/10, Fa0/11, Fa0/12, Fa0/13
                                                Fa0/14, Fa0/15
20   VLAN0020                         active    Fa0/1
1002 fddi-default                     active
1003 token-ring-default               active
1004 fddinet-default                  active
1005 trnet-default                    active
SW2#show interfaces trunk

Port      Mode         Encapsulation  Status        Native vlan
Fa0/9     on           802.1q         trunking      1

Port      Vlans allowed on trunk
Fa0/9     1-1005

Port      Vlans allowed and active in management domain
Fa0/9     1,20

Port      Vlans in spanning tree forwarding state and not pruned
Fa0/9     1,20

【Step4:PC間の通信確認】

PC1-PC2間の通信を確認します。

PC1

PC1#ping 192.168.10.2

Type escape sequence to abort.
Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 192.168.10.2, timeout is 2 seconds:
.....
Success rate is 0 percent (0/5)

PC1-PC2間の通信はできません。SW1-SW2間をトランクで接続すると、トランクリンクを通じてイーサネットフレームを転送する際に、PC1、PC2が所属するVLANが保持されます。PC1とPC2で所属するVLANが異なるため、同じネットワークのIPアドレスを設定していても通信できません。

図 SW1-SW2間をトランクにした場合
図 SW1-SW2間をトランクにした場合


【Step5:スイッチ間をアクセスポートに変更】

VLANは本来、スイッチローカルで考えるものす。スイッチでのイーサネットフレームは同じVLANのポート間のみに限定することで、ブロードキャストドメイン、すなわちネットワークの分割を行っています。スイッチ間をトランクリンクではなくアクセスリンクで接続すると、他のスイッチのVLANについては認識しません。それぞれのスイッチで同じVLANのポート間のみでイーサネットフレームの転送を行うだけです。

そこで、SW1 Fa0/9をVLAN10のアクセスポートとし、SW2 Fa0/9をVLAN20のアクセスポートとすることでPC1-PC2間の通信が可能になります。

SW1

interface FastEthernet0/9
 switchport mode access
 switchport access vlan 10

SW2

interface FastEthernet0/9
 switchport mode access
 switchport access vlan 20

【Step6:アクセスポートの確認】

SW1/SW2のアクセスポートの割り当てを確認します。

SW1

SW1#show vlan-switch brief

VLAN Name                             Status    Ports
---- -------------------------------- --------- -------------------------------
1    default                          active    Fa0/0, Fa0/2, Fa0/3, Fa0/4
                                                Fa0/5, Fa0/6, Fa0/7, Fa0/8
                                                Fa0/10, Fa0/11, Fa0/12, Fa0/13
                                                Fa0/14, Fa0/15
10   VLAN0010                         active    Fa0/1, Fa0/9
1002 fddi-default                     active
1003 token-ring-default               active
1004 fddinet-default                  active
1005 trnet-default                    active

SW2

SW2#show vlan-switch brief

VLAN Name                             Status    Ports
---- -------------------------------- --------- -------------------------------
1    default                          active    Fa0/0, Fa0/2, Fa0/3, Fa0/4
                                                Fa0/5, Fa0/6, Fa0/7, Fa0/8
                                                Fa0/10, Fa0/11, Fa0/12, Fa0/13
                                                Fa0/14, Fa0/15
20   VLAN0020                         active    Fa0/1, Fa0/9
1002 fddi-default                     active
1003 token-ring-default               active
1004 fddinet-default                  active
1005 trnet-default                    active

【Step7:PC間の通信確認】

PC1-PC2間の通信を確認します。

PC1

PC1#ping 192.168.10.2

Type escape sequence to abort.
Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 192.168.10.2, timeout is 2 seconds:
!!!!!
Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 16/23/36 ms

SW1-SW2間をアクセスポートで設定することで、PC1-PC2間の通信が可能になっています。次の図は、このときのPC1-PC2間のイーサネットフレームの転送を表しています。

図 SW1-SW2間をアクセスポートにした場合
図 SW1-SW2間をアクセスポートにした場合

PC1から送信されたイーサネットフレームはSW1 Fa0/1で受信します。Fa0/1はVLAN10のアクセスポートなので、同じVLAN10のアクセスポートであるFa0/9へイーサネットフレームを転送できます。アクセスポートへ転送するので、イーサネットフレームにはVLANタグが付加されません。つまり、PC1が所属しているVLANがVLAN10であることはイーサネットフレームを見ただけではわかりません。

SW1 Fa0/9から転送されたイーサネットフレームは、SW2 Fa0/9で受信します。Fa0/9はVLAN20のアクセスポートなので、同じVLAN20のアクセスポートであるFa0/1へイーサネットフレームを転送できます。こうして、PC1から送信されたイーサネットフレームはPC2まで転送できることになります。PC2から送信されたイーサネットフレームも同様です。

こうしてPC1とPC2が接続されているポートのVLANが違っていても、SW1-SW2間をアクセスポートとして設定すると通信できるようになります。ただし、このようなネットワーク構成は推奨できません。VLANとネットワークアドレスは原則として1対1で対応づけます。同じネットワークアドレスのホストが接続されるスイッチのポートは同じVLANのポートに割り当てるべきです。CatalystスイッチではSW1-SW2間の接続のように、対向のポートで割り当てるVLANが異なる場合、CDPで警告のメッセージが出力されます。

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