30 Minutes NetWorking
No.SW13

30Minutes NetWorking

BCMSN

第13回STP(5) EtherChannelとPortFast

■ EtherChannel

スーパーインター博士

さてさて、STPの話が続いているわけだが。
今回は、そのSTPの拡張技術というか、STPに関連のある技術を2つ説明しよう。

ハイパーネット助手

2つッスね。まず最初はなんです?

スーパーインター博士

それを説明する前に、下の図を見てもらおう。

2つのリンク

[FigureSW13-01:2つのリンク]

スーパーインター博士

2つのスイッチを2つのリンクで接続している。さて、どうなる?

ハイパーネット助手

どうなるって。このままだとループが発生しますから、STPでフォワードとブロックを決めますよね。

STPによるループの防止

[FigureSW13-02:STPによるループの防止]

スーパーインター博士

そうだな。つまり、スイッチ間のリンクはどんな場合であれ、ループを防止するために必ず1本のリンクでなければいけない、ということだな。

ハイパーネット助手

そうなりますよね。

スーパーインター博士

では、スイッチ間のリンクが1本ではどうしても帯域幅が不足したり、複数のリンクを使って負荷分散をしたい場合はどうする?

ハイパーネット助手

どうするっていわれても。
スイッチ間を複数のリンクで結ぶとループが発生しちゃうんでしょ? STP使ったら1本のリンクしかフォワードにならないし…。

スーパーインター博士

そうだ。なので、複数の物理リンクを1本の論理リンクとして扱う
そうすることにより、複数のリンクを使っていてもループの問題を回避することができる。

EtherChannel

[FigureSW13-03:EtherChannel]

ハイパーネット助手

ん〜。実際のリンクは2本だけど、論理上は1本として運用するってことですか?

スーパーインター博士

そうだ。この方法をEtherChannelという。

ハイパーネット助手

いーさちゃねる?
イーサネットのチャンネル、イーサネットの通信経路、ですか。

スーパーインター博士

うむ。イーサネットといっても、FastかGigabitでしか使えない。
Fast Ethernetで行うFast EtherChannel、Gigabit Ethernetで行う、Gigabit Etherchannelと呼ばれる

ハイパーネット助手

そのまんまですね。

スーパーインター博士

まぁ、そうだな。
特徴は、まずわかると思うが、複数の物理リンクをまとめたことによる広帯域の実現だな。

ハイパーネット助手

2本Fast Etherをまとめれば200Mbpsですか。ちなみに何本ぐらいまとめられるんですか?

スーパーインター博士

半二重なら200Mbpsだな。全二重の場合、2本Fast Etherをまとめれば、100(Mbps) × 2(本) × 2(全二重) で400Mbpsになる。
ともかく、何本まとめられるかは製品によって違いがあるのでなんともいえん。

ハイパーネット助手

そうなんですか。

スーパーインター博士

まぁ、大体は8本程度らしい。
もう1つの特徴として、負荷分散が上げられる。

ハイパーネット助手

ろーどばらんしんぐ?
複数のリンクにフレームを分散して送るってことですか?

スーパーインター博士

いやいや、1つのフレームを分解して送るわけではない。
アドレスにより、使用するリンクを分けて送ることができるのだよ。

ハイパーネット助手

は〜。

スーパーインター博士

ついでに冗長性も保たれる。1つの物理リンクがダウンした場合でも、他の物理リンクが生きていることになるからな。

[FigureSW13-04:EtherChannelの負荷分散]

ハイパーネット助手

なるほど。広帯域かつ負荷分散ですね。

■ PAgP

スーパーインター博士

さて、このEtherChannelだが、実装にはいくつか条件がある。

ハイパーネット助手

条件?

スーパーインター博士

うむ。列挙しよう。

  • チャネルのすべてのポートは同じVLANか、トランクであること
  • トランクの場合、双方のスイッチで同じトランクプロトコルを使用すること
  • すべてのリンクは同じモード(半二重・全二重)で、同じ速度であること
  • Dynamic VLANポートとしてはいけない
スーパーインター博士

まぁ、基本的にはこのぐらいだな。

ハイパーネット助手

はぁ、つまり両方のスイッチで同じ設定を手動でしろ、と。

スーパーインター博士

そういうことだな。
設定が手動で面倒という人には、自動で行う方法もある。

ハイパーネット助手

自動? スイッチが勝手に「このポートまとめちゃえ〜」とかやるんですか?

スーパーインター博士

う〜む、そういうわけではなくて、双方の設定を合わせ、Channelを形成しようとするわけだな。
さて、ネット君。何かにつけて自動化しようと思うならば、何を行う?

ハイパーネット助手

へ?

スーパーインター博士

つまりだ、2つの機器の間で設定を自動化しようとするならば、どうする? と聞いているのだよ。
例えば、STP、ルーティングなどの設定。まぁ、他にもあるが、そういう場合何を使う?

ハイパーネット助手

STPやルーティング?
え〜、え〜、え〜っと。……情報を交換する?

スーパーインター博士

その通り。つまりプロトコルが必要なわけだ。
今回の場合、EtherChannelの自動化にはPAgPと呼ばれるプロトコルを使う。

ハイパーネット助手

ぴーえーじーぴー。
ぽーとあぐりげーしょんぷろとこる? アグリゲーションってなんでしたっけ?

スーパーインター博士

「集合」だな。まとまる、という意味だ。
インタフェースはPAgPパケットで情報を交換し、自動的に集約を行う、というわけだ。

ハイパーネット助手

ははぁ。

スーパーインター博士

PAgPはインタフェースにPAgPモードを設定する。
モードが一致すれば、EtherChannelとして動作する、という形になる。

モード意味対向スイッチのモード
offonautodesirable
offChannel、PAgPを使用しない----
onChannelを強制的に使用する。PAgPを使用しない---
autoPAgPを受動的に使用する。対向の設定次第。---
desirablePAgPを能動的に使用する。--

[TableSW13-01:PAgPモード]

スーパーインター博士

○の時、自動的にChannelが形成されることになる。

ハイパーネット助手

なるほど。

■ Port Fast

スーパーインター博士

さて、ネット君。次の話をしよう。
こういう場合のことを考えてくれたまえ。

[FigureSW13-05:STP再計算時間の問題]

ハイパーネット助手

は〜。でもこれってしょうがないことなんじゃないんですか?

スーパーインター博士

まぁ、確かにそうだが、いくらなんでも30秒という時間は長すぎる。
例えば、新しく接続したPCで、スイッチと接続後にDHCP DISCOVERを送ったとする。どうなる?

ハイパーネット助手

どうなる? え〜っと、スイッチは30秒間は通信をブロックしちゃうから…。

スーパーインター博士

DISCOVERの返答がない、ということでDHCPによるIPアドレス取得をあきらめてしまう。
WindowsOSならAPIPAとか使う、という形になってしまうわけだな。

ハイパーネット助手

は〜。

スーパーインター博士

アプリケーションによっては結構困ることになることがあるわけだ。
なので、このBlock → Listening → Learning → Fowardingという30秒かかる遷移を短縮する。

ハイパーネット助手

短縮。どのくらいにです?

スーパーインター博士

ほぼゼロに、だ。
つまり、ブロックから即フォワーディングにする。この技術をPort Fastという。

ハイパーネット助手

ぽーとふぁすと。
え? でも、そんなことしちゃったらSTPがなんでわざわざ30秒もつかうんだって話になりません?

スーパーインター博士

うむ。なので、PC・ワークステーションと接続するポートのみにPort Fastを設定する。
ループの発生する可能性のあるポートにPortFastを設定してはいけない

ハイパーネット助手

そうですよね、ブロックから即フォワードってことだと、他のスイッチと接続している場合ループが発生しちゃいますからね。
えっと、確認ですけど、PortFastってポートごとに設定するんですよね?

スーパーインター博士

そうだ。ポート単位にPortFastにするかしないか設定する。

ハイパーネット助手

ですよね。

スーパーインター博士

ちなみにPC・ワークステーションと接続しているポートだからといっても、下のような図の場合はダメだ。

PortFastの設定ミス

[FigureSW13-06:PortFastの設定ミス]

スーパーインター博士

SW-Aのハブに接続しているポートは確かにPCとワークステーションとのみ接続しているように見えるが、SW-Bとハブが接続していることにより、ループが発生する可能性がある。

ハイパーネット助手

ははぁ。ほんとにPCやワークステーションとの一対一だけに設定するんですね。

スーパーインター博士

そういうことだな。

ハイパーネット助手

でも博士。
もし、万が一、PortFastのポートに間違ってスイッチとかを接続しちゃったらどうするんですか?

スーパーインター博士

あぁ、確かにネット君ならやりかねんな。
そういうネット君が使っても大丈夫なようにすることもできる。

ハイパーネット助手

うぅぅ。

スーパーインター博士

その手段としては、PortFast BPDUガード機能を有効にする。

[FigureSW13-07:PortFast BPDUガード機能]

ハイパーネット助手

BPDUを受け取るとシャットダウン?

スーパーインター博士

そうだ、そのシャットダウンだ。ブロックではなく完全にダウンしてしまう。
この状態を直すためには手動で設定を変更しなければならない。つまり、設定を見直せ、ということになるわけだな。

ハイパーネット助手

はぁ、それがErrDisableという状態なわけですか。

スーパーインター博士

そうだな、Fowarding、Learning、Listening、Block、Disableの5つのSTPポート状態以外の、エラーによる無効化(Error Disable)状態というわけだ。

ハイパーネット助手

エラーによる無効化、なるほど。

スーパーインター博士

さて、今回はこれぐらいにしておこう。

ハイパーネット助手

あい。

スーパーインター博士

まだまだまだ次回もSTPの話が続く。

ハイパーネット助手

了解ッス。
30分間ネットワーキングでした〜♪

EtherChannel
Cisco社の独自規格。
一般的にはリンク集約[Link Aggregation]で知られる。
呼ばれる
省略する場合は、FEC、GECと記述する。
PAgP
[Port Aggregation Protocol]
APIPA
[Automatic Private IP Addressing]
DHCPによるIPアドレスができなかった場合、自動でアドレスを決定する機能。
アドレスは169.254.0.0/16のうち、任意のアドレスを使う。
ネット君が使っても大丈夫
フールプルーフ[Fool Proof]ならぬ、ネット君プルーフ[Assistant Net Proof]。
手動で設定を変更
一定時間後、ErrDisableを解除するという自動化設定もできる。
ハイパーネット助手ハイパーネット君の今日のポイント
  • 複数のリンクを1つの論理リンクとして使用する技術がEtherChannel。
    • 1つの論理リンクとして扱われるので、ループが発生しない。
    • 広帯域や負荷分散が必要な場合に有効。
  • STP再計算の時間を短縮させる方法の1つがPortFast。
    • PCやワークステーションとの1対1接続につかう。
    • PortFastが有効なポートは再計算の場合、BlockからFowardへ即移行する。

30 Minutes NetWorking No.SW13

管理人:aji-ssz(at)selene.is.dream.jp