シスコ トレーニング 200-125 CCNA v3.0。 11 日目: VLAN の基本

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そこで、今日は VLAN の基本について説明し、VLAN とは何か、VLAN が必要な理由、VLAN の構成方法という 3 つの質問に答えます。 このビデオチュートリアルをご覧になった後、XNUMX つの質問すべてに答えられるようになることを願っています。

VLANとは何ですか? VLANとは、Virtual Local Area Networkの略称です。 このチュートリアルの後半では、このネットワークが仮想である理由を説明しますが、VLAN に進む前に、スイッチがどのように動作するかを理解する必要があります。 前回のレッスンで説明したいくつかの質問を復習します。

まず、多重衝突ドメインとは何かについて説明します。 この 48 ポート スイッチには 48 個のコリジョン ドメインがあることがわかっています。 これは、これらの各ポート、またはこれらのポートに接続されているデバイスが、相互に影響を与えることなく、独立した方法で異なるポート上の別のデバイスと通信できることを意味します。

このスイッチの 48 ポートはすべて XNUMX つのブロードキャスト ドメインの一部です。 つまり、複数のデバイスが複数のポートに接続されており、そのうちの XNUMX つがブロードキャストしている場合、残りのデバイスが接続されているすべてのポートにそのブロードキャストが表示されます。 これがまさにスイッチの仕組みです。

あたかも人々が同じ部屋に互いに近くに座っていて、そのうちの一人が大声で何かを言うと、他の全員にそれが聞こえるようなものです。 しかし、これは全く効果がありません。部屋に人が増えるほど、部屋は騒がしくなり、そこにいる人たちのお互いの声が聞こえなくなります。 同様の状況がコンピュータでも発生します。XNUMX つのネットワークに接続されているデバイスが増えるほど、ブロードキャストの「音量」が大きくなり、効果的な通信を確立できなくなります。

これらのデバイスの 192.168.1.0 つが 24/2 ネットワークに接続されている場合、他のすべてのデバイスは同じネットワークの一部であることがわかっています。 スイッチも同じ IP アドレスを持つネットワークに接続する必要があります。 しかし、ここでは、OSI レイヤ XNUMX デバイスとしてのスイッチに問題がある可能性があります。 XNUMX つのデバイスが同じネットワークに接続されている場合、互いのコンピュータと簡単に通信できます。 私たちの会社に、上で描くハッカーという「悪者」がいると仮定しましょう。 その下にあるのが私のコンピューターです。 つまり、私たちのコンピュータは同じネットワークの一部であるため、このハッカーが私のコンピュータに侵入するのは非常に簡単です。 それが問題なのです。

私が管理部門に所属していて、その新人が私のコンピューター上のファイルにアクセスできたら、とても良くありません。 もちろん、私のコンピュータには多くの脅威から保護するファイアウォールがありますが、ハッカーがそれを回避するのは難しくありません。

このブロードキャスト ドメインのメンバーであるすべての人に存在する 48 番目の危険は、誰かがブロードキャストで問題を抱えた場合、その干渉がネットワーク上の他のデバイスに影響を与えることです。 47 個のポートすべてを異なるホストに接続できますが、XNUMX つのホストで障害が発生すると他の XNUMX 個のポートに影響が及ぶため、これは必要ありません。
この問題を解決するために、VLAN、つまり仮想ローカル エリア ネットワークの概念を使用します。 動作は非常に簡単で、この 48 つの大きな XNUMX ポート スイッチを複数の小さなスイッチに分割します。

サブネットは 48 つの大規模ネットワークを複数の小規模ネットワークに分割し、VLAN も同様に機能することがわかっています。 たとえば、4 ポートのスイッチを 12 ポートの 12 つのスイッチに分割し、それぞれが新しく接続されたネットワークの一部となります。 同時に、管理用に 12 ポート、IP テレフォニー用に XNUMX ポートなどを使用できます。つまり、スイッチを物理的ではなく論理的に仮想的に分割できます。

上部スイッチの 10 つの青色のポートを青色の VLAN20 ネットワークに割り当て、XNUMX つのオレンジ色のポートを VLANXNUMX に割り当てました。 したがって、これらの青いポートの XNUMX つからのトラフィックは、このスイッチの他のポートに影響を与えることなく、他の青いポートにのみ送信されます。 オレンジ色のポートからのトラフィックも同様に分散されます。つまり、XNUMX つの異なる物理スイッチを使用しているかのようになります。 したがって、VLAN は、スイッチを異なるネットワーク用の複数のスイッチに分割する方法です。

上に XNUMX つのスイッチを描きました。ここでは、左側のスイッチでは XNUMX つのネットワークの青色のポートのみが接続され、右側では別のネットワークのオレンジのポートのみが接続されており、これらのスイッチは互いに接続されていない状況があります。 。

さらに多くのポートを使用したいとします。 2 つの建物があり、それぞれに独自の管理スタッフがおり、下部スイッチの XNUMX つのオレンジ色のポートが管理に​​使用されていると想像してください。 したがって、これらのポートを他のスイッチのすべてのオレンジ色のポートに接続する必要があります。 状況は青色のポートでも同様です。上部スイッチのすべての青色のポートは、同様の色の他のポートに接続する必要があります。 これを行うには、異なる建物にあるこれら XNUMX つのスイッチを別の通信回線で物理的に接続する必要があります。図では、これは XNUMX つの緑色のポート間の回線です。 ご存知のとおり、XNUMX つのスイッチが物理的に接続されている場合、バックボーンまたはトランクが形成されます。

通常のスイッチと VLAN スイッチの違いは何ですか? それは大きな違いではありません。 新しいスイッチを購入すると、デフォルトですべてのポートが VLAN モードに設定され、同じネットワークの一部となり、VLAN1 として指定されます。 48 個のポートすべてが同じ VLAN1 に属しているため、デバイスを 10 つのポートに接続すると、そのデバイスは他のすべてのポートに接続されることになります。 ただし、青色のポートが VLAN20 ネットワークで動作し、オレンジ色のポートが VLAN1 ネットワークで動作し、緑色のポートが VLAN3 で動作するように設定すると、192.168.1.0 つの異なるスイッチが得られます。 したがって、仮想ネットワーク モードを使用すると、ポートを特定のネットワークに論理的にグループ化し、ブロードキャストを部分に分割し、サブネットを作成できます。 この場合、特定の色のポートはそれぞれ別のネットワークに属します。 青色のポートが 192.168.1.0 ネットワークで動作し、オレンジ色のポートが XNUMX ネットワークで動作する場合、IP アドレスが同じであっても、論理的に異なるスイッチに属するため、これらのポートは相互に接続されません。 そしてご存知のとおり、異なる物理スイッチは共通の通信回線で接続されない限り相互に通信しません。 したがって、異なる VLAN に対して異なるサブネットを作成します。

VLAN の概念はスイッチにのみ適用されるという事実に注意してください。 .1Q や ISL などのカプセル化プロトコルに詳しい人なら、ルーターにもコンピュータにも VLAN がないことがわかります。 たとえば、コンピュータを青色のポートの 10 つに接続すると、コンピュータ内では何も変更されず、すべての変更は 20 番目の OSI レベル、つまりスイッチ レベルでのみ発生します。 特定の VLAN1,3 または VLAN5 ネットワークで動作するようにポートを設定すると、スイッチは VLAN データベースを作成します。 ポート 10、14,15、および 18 が VLAN20 に属し、ポート 1、1、および 3 が VLAN5 の一部であり、関連する残りのポートが VLAN10 の一部であることがメモリに「記録」されます。 したがって、一部のトラフィックが青色のポート 20 から発信された場合、そのトラフィックは同じ VLANXNUMX のポート XNUMX と XNUMX にのみ送信されます。 スイッチはデータベースを調べて、トラフィックがオレンジ色のポートの XNUMX つから来た場合、そのトラフィックは VLANXNUMX のオレンジ色のポートにのみ送信されるべきであることを確認します。

ただし、コンピュータはこれらの VLAN について何も知りません。 2 つのスイッチを接続すると、緑色のポート間にトランクが形成されます。 「トランク」という用語は Cisco デバイスにのみ関連しており、ジュニパーなどの他のネットワーク デバイス メーカーはタグ ポートまたは「タグ付きポート」という用語を使用しています。 タグポートという名前の方が適切だと思います。 このネットワークからトラフィックが発信されると、トランクはそれを次のスイッチのすべてのポートに送信します。つまり、48 つの 96 ポート スイッチを接続し、10 つの 10 ポート スイッチを取得します。 同時に、VLAN10 からトラフィックを送信すると、トラフィックにタグが付けられます。つまり、VLAN20 ネットワークのポートのみを対象とすることを示すラベルが付けられます。 このトラフィックを受信した 20 番目のスイッチはタグを読み取り、これが VLANXNUMX ネットワーク専用のトラフィックであり、青色のポートにのみ送信されるべきであることを理解します。 同様に、VLANXNUMX の「オレンジ」トラフィックには、XNUMX 番目のスイッチの VLANXNUMX ポート宛てであることを示すタグが付けられます。

カプセル化についても説明しましたが、カプセル化には 1 つの方法があります。 1 つ目は .1Q、つまりトランクを編成するときにカプセル化を提供する必要があります。 .1Q カプセル化プロトコルは、トラフィックのタグ付け手順を記述したオープン標準です。 Cisco が開発した ISL (Inter-Switch link) と呼ばれる別のプロトコルがあり、これはトラフィックが特定の VLAN に属していることを示します。 最新のスイッチはすべて .XNUMXQ プロトコルで動作するため、デフォルトで .XNUMXQ プロトコルによって実行されるため、新しいスイッチを箱から取り出すときにカプセル化コマンドを使用する必要はありません。 したがって、トランクの作成後、トラフィックのカプセル化が自動的に行われ、タグの読み取りが可能になります。

それでは、VLAN の設定を始めましょう。 2 つのスイッチと 1 つのエンド デバイス (コンピュータ PC2 と PC0) が存在するネットワークを作成しましょう。これらをケーブルでスイッチ #XNUMX に接続します。 基本構成スイッチの基本設定から始めましょう。

これを行うには、スイッチをクリックしてコマンド ライン インターフェイスに移動し、このスイッチを sw1 という名前でホスト名を設定します。 次に、最初のコンピューターの設定に進み、静的 IP アドレス 192.168.1.1 とサブネット マスク 255.255 を設定しましょう。 255.0。 すべてのデバイスが同じネットワーク上にあるため、デフォルト ゲートウェイ アドレスは必要ありません。 次に、192.168.1.2 台目のコンピュータに対しても同じことを行い、IP アドレス XNUMX を割り当てます。

次に、最初のコンピュータに戻り、1 番目のコンピュータに ping を送信します。 ご覧のとおり、これらのコンピュータは両方とも同じスイッチに接続されており、デフォルトでは同じネットワーク VLAN1 の一部であるため、ping は成功しました。 ここでスイッチ インターフェイスを見ると、24 ～ 1 のすべてのファスト イーサネット ポートと XNUMX つのギガビット イーサネット ポートが VLAN #XNUMX に設定されていることがわかります。 ただし、そのような過剰な可用性は必要ないため、スイッチ設定に移動し、show vlan コマンドを入力して仮想ネットワーク データベースを確認します。

ここには、VLAN1 ネットワークの名前と、すべてのスイッチ ポートがこのネットワークに属していることが表示されます。 これは、どのポートにも接続でき、それらは同じネットワークの一部であるため、すべて相互に「通信」できることを意味します。

この状況を変更するには、まず 10 つの仮想ネットワークを作成します (つまり、VLANXNUMX を追加します)。 仮想ネットワークを作成するには、「vlan networknumber」などのコマンドを使用します。
ご覧のとおり、ネットワークを作成しようとすると、システムはこのアクションに使用する必要がある VLAN 設定コマンドのリストを含むメッセージを表示しました。

終了 – 変更を適用して設定を終了します。
name - カスタム VLAN 名を入力します。
no – コマンドをキャンセルするか、デフォルトとして設定します。

つまり、create VLAN コマンドを入力する前に、name コマンドを入力して名前管理モードをオンにし、新しいネットワークの作成に進む必要があります。 この場合、システムは、VLAN 番号を 1 ～ 1005 の範囲で割り当てることができることを示すプロンプトを表示します。
そこで、VLAN 番号 20 (vlan 20) を作成するコマンドを入力し、ネットワークの種類を示すユーザーの名前を付けます。 この例では、Employees コマンド、つまり会社の従業員用のネットワークという名前を使用します。

次に、この VLAN に特定のポートを割り当てる必要があります。 スイッチ設定モード int f0/1 に入り、switchport mode access コマンドを使用してポートをアクセス モードに手動で切り替え、このモードに切り替える必要があるポートを指定します。これは VLAN10 ネットワークのポートです。

この後、PC0 とスイッチ間の接続ポイントの色、つまりポートの色が緑色からオレンジ色に変化したことがわかります。 設定の変更が有効になるとすぐに、再び緑色に変わります。 192.168.1.1 台目のコンピュータに ping を実行してみましょう。 コンピュータのネットワーク設定には何も変更を加えていないため、IP アドレスは 192.168.1.2 と 0 のままです。 しかし、コンピュータ PC1 から PC10 に ping を実行しようとしても、何も機能しません。これは、これらのコンピュータが異なるネットワークに属しているためです。最初のコンピュータは VLAN1 に、XNUMX 番目のコンピュータはネイティブ VLANXNUMX に属しています。

スイッチ インターフェイスに戻り、0 番目のポートを設定しましょう。 これを行うには、コマンド int f2/20 を発行し、前の仮想ネットワークを構成したときと同じ手順を VLAN XNUMX に対して繰り返します。
1 台目のコンピュータが接続されているスイッチの下側のポートの色も緑からオレンジに変わっていることがわかります。設定の変更が有効になり、再び緑に変わるまでに数秒かかる必要があります。 1 台目のコンピュータへの ping を再度開始しても、何も機能しません。コンピュータは依然として異なるネットワークに属しており、PC20 のみが VLANXNUMX ではなく VLANXNUMX の一部になっているためです。
したがって、XNUMX つの物理スイッチを XNUMX つの異なる論理スイッチに分割しました。 ポートの色がオレンジから緑に変わり、ポートは機能していますが、別のネットワークに属しているため、まだ応答していないことがわかります。

回路に変更を加えてみましょう。コンピュータ PC1 を最初のスイッチから外して XNUMX 番目のスイッチに接続し、スイッチ自体をケーブルで接続します。

それらの間の接続を確立するために、10 番目のスイッチの設定に移動して VLAN10 を作成し、それに Management、つまり管理ネットワークという名前を付けます。 次に、アクセス モードを有効にして、このモードが VLAN10 用であることを指定します。 スイッチが接続されているポートの色は、両方とも VLAN0 に設定されているため、オレンジから緑色に変わりました。 次に、両方のスイッチ間にトランクを作成する必要があります。 これらのポートは両方とも Fa2/0 であるため、switchport mode train コマンドを使用して、最初のスイッチの Fa2/XNUMX ポート用のトランクを作成する必要があります。 XNUMX 番目のスイッチでも同じことを行う必要があり、その後、これら XNUMX つのポート間にトランクが形成されます。

ここで、最初のコンピュータから PC1 に ping を実行したい場合、PC0 とスイッチ #0 の間の接続は VLAN10 ネットワークであり、スイッチ #1 と PC1 の間も VLAN10 であり、両方のスイッチがトランクによって接続されているため、すべてがうまくいきます。 。

したがって、デバイスが異なる VLAN 上にある場合、デバイスは相互に接続されませんが、同じネットワーク上にある場合は、デバイス間でトラフィックを自由に交換できます。 各スイッチにさらに XNUMX 台のデバイスを追加してみましょう。

追加したコンピューター PC2 のネットワーク設定では IP アドレスを 192.168.2.1 に設定し、PC3 の設定では IP アドレスを 192.168.2.2 に設定します。 この場合、これら 0 台の PC が接続されているポートは Fa3/0 と指定されます。 スイッチ #20 の設定で、アクセス モードを設定し、このポートが VLAN1 用であることを示します。スイッチ #XNUMX についても同じことを行います。

VLAN20 がまだ作成されていないときに switchport access vlan 20 コマンドを使用すると、スイッチが VLAN10 でのみ動作するように設定されているため、システムは「アクセス VLAN が存在しません」のようなエラーを表示します。

VLAN20を作成しましょう。 「show VLAN」コマンドを使用して、仮想ネットワーク データベースを表示します。

デフォルトのネットワークは VLAN1 で、ポート Fa0/4 ～ Fa0/24 と Gig0/1、Gig0/2 が接続されていることがわかります。 Management という名前の VLAN 番号 10 はポート Fa0/1 に接続され、デフォルトで VLAN20 という名前の VLAN 番号 0020 はポート Fa0/3 に接続されます。

原則として、ネットワークの名前は重要ではありません。重要なことは、異なるネットワークに対してその名前が繰り返されないことです。 システムがデフォルトで割り当てるネットワーク名を変更したい場合は、コマンド vlan 20 を使用し、「Employees」という名前を付けます。 この名前を IPphone などの別の名前に変更できます。IP アドレス 192.168.2.2 に ping を実行すると、VLAN 名に意味がないことがわかります。
最後に言及したいのは、前回のレッスンで説明した管理 IP の目的です。 これを行うには、int vlan1 コマンドを使用し、IP アドレス 10.1.1.1 とサブネット マスク 255.255.255.0 を入力し、no shutdown コマンドを追加します。 管理 IP はスイッチ全体ではなく、VLAN1 ポートのみに割り当てました。つまり、VLAN1 ネットワークが管理される IP アドレスを割り当てました。 VLAN2 を管理したい場合は、VLAN2 に対応するインターフェイスを作成する必要があります。 この例では、青色の VLAN10 ポートとオレンジ色の VLAN20 ポートがあり、アドレス 192.168.1.0 と 192.168.2.0 に対応します。
VLAN10 には、適切なデバイスが接続できるように、同じ範囲にアドレスが存在する必要があります。 VLAN20についても同様の設定が必要です。

このスイッチのコマンド ライン ウィンドウには、VLAN1、つまりネイティブ VLAN のインターフェイス設定が表示されます。

VLAN10 の管理 IP を構成するには、インターフェイス int vlan 10 を作成し、IP アドレス 192.168.1.10 とサブネット マスク 255.255.255.0 を追加する必要があります。

VLAN20 を構成するには、インターフェイス int vlan 20 を作成し、IP アドレス 192.168.2.10 とサブネット マスク 255.255.255.0 を追加する必要があります。

なぜこれが必要なのでしょうか? コンピュータ PC0 とスイッチ #0 の左上のポートが 192.168.1.0 ネットワークに属し、PC2 が 192.168.2.0 ネットワークに属し、1 ネットワークに属するネイティブ VLAN10.1.1.1 ポートに接続されている場合、PC0 は確立できません。このスイッチとの通信は、異なるネットワークに属しているため、プロトコル SSH を介して行われます。 したがって、PC0 が SSH または Telnet 経由でスイッチと通信するには、PCXNUMX にアクセス アクセスを許可する必要があります。 このため、ネットワーク管理が必要になります。

SSH または Telnet を使用して PC0 を VLAN20 インターフェイスの IP アドレスにバインドし、SSH 経由で必要な変更を行うことができるはずです。 したがって、各仮想ネットワークには独自のアクセス制御が必要なため、特に VLAN の構成には管理 IP が必要です。

今日のビデオでは、基本的なスイッチ設定、VLAN の作成、VLAN ポートの割り当て、VLAN への管理 IP の割り当て、トランクの構成など、多くの問題について説明しました。 理解できなくても恥ずかしがることはありません。VLAN は非常に複雑で幅広いトピックであるため、これは当然のことです。今後のレッスンで再び取り上げます。 私の助けがあれば、あなたも VLAN マスターになれることを保証しますが、このレッスンの目的は、VLAN とは何か、VLAN が必要な理由、VLAN の設定方法という 3 つの質問を明確にすることでした。

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出所： habr.com