スイッチ管理の実行に関する情報
システム日時の管理
ネットワーク タイム プロトコル(NTP)などの自動設定方式、または手動設定方式を使用して、スイッチのシステム日時を管理します。
システム クロック
時刻サービスの基準となるのはシステム クロックです。このクロックはシステムがスタートアップした瞬間から稼働し、日時を常時トラッキングします。
システム クロックは、次のソースにより設定できます。
• NTP
• 手動設定
システム クロックは、次のサービスに時刻を提供します。
• ユーザの show コマンド
• ログおよびデバッグ メッセージ
システム クロックは、協定世界時(UTC)(別名グリニッジ標準時(GMT))に基づいてシステム内部の時刻を常時トラッキングします。ローカルのタイム ゾーンおよび夏時間に関する情報を設定することにより、時刻がローカルのタイム ゾーンに応じて正確に表示されるようにできます。
システム クロックは、時刻に 信頼性がある かどうか(つまり、信頼できると見なされるタイム ソースによって時刻が設定されているか)を常時トラッキングします。信頼性のない場合は、時刻は表示目的でのみ使用され、再配信されません。設定については、「手動での日時の設定」を参照してください。
ネットワーク タイム プロトコル
NTP は、ネットワーク上のデバイス間の時刻の同期化を目的に設計されています。NTP はユーザ データグラム プロトコル(UDP)で稼働し、UDP は IP 上で稼働します。NTP は RFC 1305 に規定されています。
NTP ネットワークは通常、ラジオ クロックやタイム サーバに接続された原子時計など、信頼できるタイム ソースからその時刻を取得します。NTP は、ネットワークにこの時刻を分配します。NTP はきわめて効率的で、1 分間に 1 パケットを使用するだけで、2 台のデバイスを 1 ミリ秒以内に同期化できます。
NTP は、 ストラタム(階層) という概念を使用して、信頼できるタイム ソースとデバイスが離れている NTP ホップを記述します。ストラタム 1 タイム サーバには、ラジオ クロックまたは原子時計が直接接続されており、ストラタム 2 タイム サーバは、NTP を使用してストラタム 1 タイム サーバから時刻を取得します(以降のストラタムも同様です)。NTP が稼働するデバイスは、タイム ソースとして、NTP を使用して通信するストラタム番号が最小のデバイスを自動的に選択します。この方法によって、NTP 時刻配信の自動編成型ツリーが効率的に構築されます。
NTP では、同期化されていないデバイスと同期化しないことによって、時刻が正確でないデバイスとの同期化を防ぎます。また、NTP では、複数のデバイスから報告される時刻を比較して、ストラタムの番号が小さくても、時刻が他のデバイスと大幅に異なるデバイスとは同期化しません。
NTP が稼働するデバイス間の通信( アソシエーション )は、通常静的に設定されます。各デバイスには、アソシエーションを作成すべきすべてのデバイスの IP アドレスが与えられます。アソシエーションのペアとなるデバイス間で NTP メッセージを交換することによって、正確な時刻の維持が可能になります。ただし、LAN 環境では、代わりに IP ブロードキャスト メッセージを使用するように NTP を設定できます。各デバイスを、単にブロードキャスト メッセージを送受信するように設定すればよいので、この代替手段によって設定の複雑さが緩和されます。ただし、情報の流れは一方向に限られます。
デバイス上で維持される時刻は、重要なリソースです。NTP のセキュリティ機能を使用して、不正確な時刻が誤ってあるいは意図的に設定されることを防止してください。その方法として、アクセス リストベースの制約方式と暗号化認証方式があります。
シスコの NTP ではストラタム 1 サービスをサポートしていないので、ラジオ クロックまたは原子時計に接続できません。ネットワークの時刻サービスは、IP インターネット上のパブリック NTP サーバから取得することを推奨します。
図 7-1 に、NTP を使用する一般的なネットワーク例を示します。スイッチ A は、NTP サーバ モードで設定したスイッチ B、C、D の NTP マスターです。スイッチ B、C、D とスイッチ A との間にはサーバ アソシエーションが設定されています。スイッチ E は、アップストリーム スイッチ(スイッチ B)およびダウンストリーム スイッチ(スイッチ F)の NTP ピアとして設定されています。
図 7-1 一般的な NTP ネットワークの構成
ネットワークがインターネットから切り離されている場合、シスコの NTP によって、実際には、他の方法で時刻を学習しているにもかかわらず、デバイスが NTP を使用して同期化しているように動作を設定できます。他のデバイスは、NTP によりこのデバイスと同期化されます。
複数のタイム ソースがある場合は、NTP は常に、より信頼性があると見なされます。NTP の時刻は、他の方法による時刻に優先します。
自社のホスト システムに NTP ソフトウェアを組み込んでいるメーカーが数社あり、UNIX システム用のバージョンやその派生ソフトウェアも一般に入手できます。このソフトウェアによって、ホスト システムも時間が同期化されます。
NTP バージョン 4
NTP バージョン 4 が、スイッチに実装されています。NTPv4 は NTP バージョン 3 の拡張版です。NTPv4 は IPv4 と IPv6 の両方をサポートし、NTPv3 との下位互換性があります。
NTPv4 は次の互換性を提供します。
• IPv6 のサポート。
• NTPv3 よりさらに向上したセキュリティ。NTPv4 プロトコルは、公開キー暗号化および標準 X509 認証に基づくセキュリティ フレームワークを提供します。
• ネットワークに対する時間分布ヒエラルキーの自動計算。特定のマルチキャスト グループを使用して、NTPv4 は、最も低い帯域幅コストで最高の時間精度を達成するサーバのヒエラルキーを自動的に設定します。この機能では、サイトローカル IPv6 マルチキャスト アドレスが活用されます。
NTPv4 設定の詳細については、Cisco.com で『 Cisco IOS IPv6 Configuration Guide 』を参照してください。
DNS
ドメイン ネーム システム(DNS)プロトコルは、分散型データベース DNS を制御し、これによりホスト名を IP アドレスにマッピングできます。スイッチ上に DNS を設定すると、 ping 、 telnet 、 connect などのすべての IP コマンドや、関連する Telnet サポート操作時に、IP アドレスの代わりにホスト名を使用できます。
IP によって定義される階層型の命名方式では、デバイスを場所またはドメインで特定できます。ドメイン名は、ピリオド(.)を区切り文字として使用して構成されています。たとえば、シスコは、IP で com というドメイン名に分類される商業組織なので、ドメイン名は cisco.com となります。このドメイン内の特定のデバイス、たとえばファイル転送プロトコル(FTP)システムは、 ftp.cisco.com で表されます。
IP ではドメイン名をトラッキングするために、ドメイン ネーム サーバという概念が定義されています。ドメイン ネーム サーバの役割は、名前から IP アドレスへのマッピングをキャッシュ(またはデータベース)に保存することです。ドメイン名を IP アドレスにマッピングするには、まず、ホスト名を明示し、ネットワーク上に存在するネーム サーバを指定し、DNS をイネーブルにします。
DNS のデフォルト設定
表 7-1 に、DNS のデフォルト設定を示します。
表 7-1 DNS のデフォルト設定
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DNS イネーブル ステート |
イネーブル |
DNS デフォルト ドメイン名 |
未設定 |
DNS サーバ |
ネーム サーバのアドレスが未設定 |
ログイン バナー
今日のお知らせ(MOTD)バナーとログイン バナーを設定できます。MoTD バナーはログイン時に接続しているすべての端末で表示され、すべてのネットワーク ユーザに影響のあるメッセージ(システムのシャットダウン予告など)を送信するのに便利です。
ログイン バナーも、接続しているすべての端末で表示されます。表示されるのは、MoTD バナーの後で、ログイン プロンプトが表示される前です。
MoTD およびログイン バナーは設定されません。
システム名およびプロンプト
スイッチにシステム名を設定して特定します。デフォルトでは、システム名およびプロンプトは Switch です。
システム プロンプトを設定していない場合は、システム名の最初の 20 文字をシステム プロンプトとして使用します。大なり記号(>)が付加されます。システム名が変更されると、プロンプトは更新されます。
MAC アドレス テーブル
MAC アドレス テーブルには、スイッチがポート間のトラフィック転送に使用するアドレス情報が含まれています。このアドレス テーブルに登録されたすべての MAC アドレスは、1 つまたは複数のポートに対応しています。アドレス テーブルに含まれるアドレス タイプには、次のものがあります。
• ダイナミック アドレス:スイッチが学習し、使用されなくなった時点で期限切れとなる送信元 MAC アドレス
• スタティック アドレス:手動で入力され、期限切れにならず、スイッチのリセット時にも消去されないユニキャスト アドレス
アドレス テーブルは、宛先 MAC アドレス、対応する VLAN(仮想 LAN)ID、アドレスに対応付けられたポート番号、およびタイプ(スタティックまたはダイナミック)のリストです。
アドレス テーブル
すべてのポートでサポートされる複数の MAC アドレスによって、スイッチの任意のポートを各ワークステーション、リピータ、スイッチ、ルータ、あるいはその他のネットワークデバイスに接続できます。各ポートで受信するパケットの送信元アドレスを取得し、アドレス テーブルにアドレスとその対応するポート番号を追加することによって、スイッチは動的なアドレス指定を行います。ネットワークでステーションの増設または取り外しが行われると、スイッチはアドレス テーブルを更新し、新しいダイナミック アドレスを追加し、使用されていないアドレスは期限切れにします。
エージング間隔はグローバルに設定されます。ただし、スイッチは VLAN ごとにアドレス テーブルを維持し、STP(スパニングツリー プロトコル)によって VLAN 単位で有効期間を短縮できます。
スイッチは、受信したパケットの宛先アドレスに基づいて、任意の組み合わせのポート間でパケットを送信します。MAC アドレス テーブルを使用することによって、スイッチは、宛先アドレスに対応付けられたポート(複数可)に限定してパケットを転送します。宛先アドレスがパケットを送信したポート上にある場合は、パケットはフィルタリング処理され、転送されません。スイッチは、常にストア アンド フォワード方式を使用します。このため、完全なパケットをいったん保存してエラーがないか検査してから伝送します。
MAC アドレスおよび VLAN
アドレスはすべて、VLAN と対応付けられます。1 つのアドレスを複数の VLAN に対応付け、それぞれで異なる宛先を設定できます。たとえば、ユニキャスト アドレスを VLAN 1 のポート 1 および VLAN 5 のポート 9、10、1 に転送するといったことが可能です。
VLAN ごとに、独自の論理アドレス テーブルが維持されます。ある VLAN で認識されているアドレスが別の VLAN で認識されるには、別の VLAN 内のポートによって学習されるか、または別の VLAN 内のポートにスタティックに対応付けられる必要があります。
プライベート VLAN が設定されている場合、アドレス学習は次のように MAC アドレスのタイプに左右されます。
• プライベート VLAN の 1 つの VLAN で学習したダイナミック MAC アドレスは、関連 VLAN で複製されます。たとえば、プライベート VLAN のセカンダリ VLAN で学習された MAC アドレスはプライマリ VLAN に複製されます。
• プライマリまたはセカンダリ VLAN に設定されたスタティック MAC アドレスは関連 VLAN には複製されません。プライベート VLAN のプライマリまたはセカンダリ VLAN 内にスタティック MAC アドレスを設定した場合、同じスタティック MAC アドレスをすべての関連 VLAN に設定する必要があります。
MAC アドレス テーブルのデフォルト設定
表 7-2 MAC アドレス テーブルのデフォルト設定
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エージング タイム |
300 秒 |
ダイナミック アドレス |
自動学習 |
スタティック アドレス |
未設定 |
VLAN のアドレス エージング タイム
ダイナミック アドレスは、スイッチが学習し、使用されなくなると期限切れになる送信元 MAC アドレスです。すべての VLAN または指定された VLAN に対して、エージング タイムの設定を変更できます。
エージング タイムを短く設定しすぎると、アドレスが活用されないままテーブルから削除される可能性があります。その場合、スイッチは宛先が不明のパケットを受信すると、受信ポートと同じ VLAN 内のすべてのポートに、そのパケットをフラッディングさせます。この不必要なフラッディングによって、パフォーマンスに悪影響を及ぼす可能性があります。また、エージング タイムを長く設定しすぎると、アドレス テーブルが未使用のアドレスでいっぱいになり、これによって新しいアドレスを学習できなくなります。この結果フラッディングとなり、スイッチのパフォーマンスに悪影響を及ぼす可能性があります。
MAC アドレス変更通知トラップ
MAC アドレス変更通知は、MAC アドレス変更アクティビティを保存することでネットワーク上のユーザを追跡できます。スイッチが MAC アドレスを学習または削除すると、SNMP 通知トラップを NMS に送信させることができます。ネットワークから多数のユーザの出入りがある場合は、トラップ インターバル タイムを設定して通知トラップを組み込み、ネットワーク トラフィックを削減できます。MAC 通知履歴テーブルは、トラップが設定されたポートごとの MAC アドレス アクティビティを保存します。MAC アドレス変更通知は、ダイナミックまたはセキュア MAC アドレスに対してだけ生成されます。自アドレス、マルチキャスト アドレス、または他のスタティック アドレスについては、通知は生成されません。
スタティック アドレス
スタティック アドレスには、次の特性があります。
• アドレス テーブルへの追加およびアドレス テーブルからの削除は、手動で行う必要があります。
• ユニキャストまたはマルチキャスト アドレスとして設定できます。
• 期限切れになることはなく、スイッチが再起動しても維持されます。
スタティック アドレスを追加および削除でき、また、スタティック アドレスの転送動作を定義できます。転送動作は、パケットを受信したポートが、別のポートにパケットを転送する動作を決定します。ポートは必ず少なくとも 1 つの VLAN と対応しているので、スイッチは指定されたポートから、アドレスに対応する VLAN ID を取得します。送信元ポートごとに、宛先ポートのリストを別々に指定できます。
特定のアドレスがスタティックとして入力されていない VLAN に、そのスタティック アドレスを持つパケットが到着すると、すべてのポートにパケットがフラッディングされ、学習されません。
アドレス テーブルにスタティック アドレスを追加するには、宛先 MAC ユニキャスト アドレスと、その送信元 VLAN を指定します。この宛先アドレスで受信したパケットは、 interface-id オプションで指定されたインターフェイスに転送されます。
プライベート VLAN のプライマリまたはセカンダリ VLAN 内にスタティック MAC アドレスを設定した場合、同じスタティック MAC アドレスをすべての関連 VLAN に設定する必要があります。プライベート VLAN のプライマリまたはセカンダリ VLAN に設定されたスタティック MAC アドレスは関連 VLAN には複製されません。VLAN の詳細については、「VLAN の設定」を参照してください。
ユニキャスト MAC アドレス フィルタリング
ユニキャスト MAC アドレス フィルタリングがイネーブルの場合、スイッチは、特定の送信元 MAC アドレスまたは宛先 MAC アドレスを持つパケットをドロップします。この機能はデフォルトではディセーブルで、ユニキャスト スタティック アドレスだけをサポートしています。
この機能を使用する場合は、次の注意事項に従ってください。
• マルチキャスト MAC アドレス、ブロードキャスト MAC アドレス、およびルータ MAC アドレスはサポートされません。 mac address-table static mac-addr vlan vlan-id drop グローバル コンフィギュレーション コマンドを入力するときに、これらのアドレスのいずれかを指定すると、次のいずれかのメッセージが表示されます。
% Only unicast addresses can be configured to be dropped
% CPU destined address cannot be configured as drop address
• CPU に転送されるパケットもサポートされません。
• ユニキャスト MAC アドレスをスタティック アドレスとして追加し、ユニキャスト MAC アドレス フィルタリングを設定する場合は、最後に入力されたコマンドに応じて、スイッチは MAC アドレスをスタティック アドレスとして追加するか、またはその MAC アドレスを持つパケットをドロップします。2 番めに入力したコマンドは、最初のコマンドを上書きします。
たとえば、 mac address-table static mac-addr vlan vlan-id interface interface-id グローバル コンフィギュレーション コマンドの後に mac address-table static mac-addr vlan vlan-id drop コマンドを入力した場合は、スイッチは送信元または宛先として指定された MAC アドレスを持つパケットをドロップします。
mac address-table static mac-addr vlan vlan-id drop グローバル コンフィギュレーション コマンドの後に mac address-table static mac-addr vlan vlan-id interface interface-id コマンドを入力した場合は、スイッチがその MAC アドレスをスタティック アドレスとして追加します。
ユニキャスト MAC アドレス フィルタリングをイネーブルにして、スイッチが特定のアドレスを持つパケットをドロップするように設定するには、送信元または宛先ユニキャスト MAC アドレスおよび受信側の VLAN を指定します。
VLAN の MAC アドレス ラーニング
デフォルトでは、MAC アドレス ラーニングは、スイッチのすべての VLAN でイネーブルです。VLAN で MAC アドレス ラーニングを制御すると、MAC アドレスを学習できる VLAN、さらにポートを制御することで、利用可能な MAC アドレス テーブル スペースを管理できます。MAC アドレス ラーニングをディセーブルにする前に、ネットワーク トポロジとスイッチ システム設定に詳しいことを確認してください。VLAN で MAC アドレス ラーニングをディセーブルにすると、ネットワークでフラッディングを引き起こす可能性があります。
VLAN の MAC アドレス ラーニングをディセーブルにするときは、次の注意事項に従ってください。
• スイッチ仮想インターフェイス(SVI)スイッチを設定済みの VLAN で MAC アドレス ラーニングをディセーブルにする場合は、十分注意してください。この場合、スイッチはレイヤ 2 ドメインにすべての IP パケットをフラッディングします。
• MAC アドレス ラーニングは、1 つの VLAN ID(例: no mac address-table learning vlan 223 )または VLAN ID の範囲(例: no mac address-table learning vlan 1-20, 15 )でディセーブルにすることができます。
• MAC アドレス ラーニングのディセーブル化は、ポートを 2 つ含む VLAN だけで行うことを推奨します。3 つ以上のポートを含む VLAN で MAC アドレス ラーニングをディセーブルにした場合は、スイッチに着信するすべてのパケットは、その VLAN ドメインでフラッディングします。
• スイッチが内部的に使用する VLAN では、MAC アドレス ラーニングをディセーブルにできません。入力した VLAN ID が内部 VLAN である場合は、スイッチはエラーメッセージを生成してコマンドを拒否します。使用している内部 VLAN を表示するには、 show vlan internal usage 特権 EXEC コマンドを入力します。
• プライベート VLAN のプライマリ VLAN として設定された VLAN で MAC アドレス ラーニングをディセーブルにすると、MAC アドレスは、そのプライベート VLAN に属するセカンダリ VLAN 上で引き続き学習された後、プライマリ VLAN 上で複製されます。プライベート VLAN のプライマリ VLAN でなく、セカンダリ VLAN で MAC アドレス ラーニングをディセーブルにすると、MAC アドレス ラーニングはプライマリ VLAN 上で実行されてセカンダリ VLAN 上で複製されます。
• RSPAN VLAN で MAC アドレス ラーニングはディセーブルにできません。設定すること自体できません。
• セキュア ポートを含む VLAN で MAC アドレス ラーニングをディセーブルにする場合、そのポートで MAC アドレス ラーニングはディセーブルになりません。ポート セキュリティをディセーブルにすると、設定された MAC アドレス ラーニングの状態がイネーブルになります。
VLAN で MAC アドレス ラーニングを再びイネーブルにするには、 default mac address -table learning vlan vlan-id グローバル コンフィギュレーション コマンドを使用します。 mac address -table learning vlan vlan-id グローバル コンフィギュレーション コマンドを使用しても、VLAN で MAC アドレス ラーニングを再びイネーブルにできます。最初の( default )コマンドを使用するとデフォルト状態に戻るため、 show running-config コマンドからの出力に設定が表示されません。2 番めのコマンドを使用すると、 show running-config 特権 EXEC コマンド出力に設定が表示されます。
ARP テーブルの管理
デバイスと通信するには(イーサネット上のデバイスなど)、ソフトウェアは最初にそのデバイスの 48 ビット MAC アドレスまたはローカル データ リンク アドレスを学習する必要があります。IP アドレスからローカル データ リンク アドレスを学習するプロセスを、 アドレス解決 といいます。
アドレス解決プロトコル(ARP)は、ホスト IP アドレスを、該当するメディアまたは MAC アドレスおよび VLAN ID に対応付けます。IP アドレスを使用して、ARP は対応する MAC アドレスを見つけます。MAC アドレスが見つかると、IP と MAC アドレスとの対応を ARP キャッシュに格納し、すばやく検索できるようにします。その後、IP データグラムがリンク層フレームにカプセル化され、ネットワークを通じて送信されます。イーサネット以外の IEEE 802 ネットワークにおける IP データグラムのカプセル化および ARP 要求/応答については、サブネットワーク アクセス プロトコル(SNAP)で規定されています。IP インターフェイスでは、標準的なイーサネット形式の ARP カプセル化( arpa キーワードで表される)がデフォルトでイネーブルに設定されています。
手動でテーブルに追加された ARP エントリは期限切れにならないので、手動で削除する必要があります。