VLAN

1. 機能概要

VLAN ( Virtual LAN ) は、物理的な接続構成と関係なく、仮想的にLANを構成することができる技術です。
本製品でVLANを使用するとLANを複数のブロードキャストドメインに分割することができます。
本製品でサポートするVLANについて、以下に示します。

VLANの種類 概要

ポートベースVLAN

LAN/SFPポート単位で通信可能なグループを構成します。

タグVLAN

イーサーネットフレームに付加した固定長のタグ情報で通信可能なグループを識別します。
1つのLAN/SFPポートで複数の異なるVLANを通信させることができます。

プライベートVLAN

同一VLAN内で通信可能なグループを分割できます。以下の3種類のVLANで構成します。
　・プライマリーVLAN
　・アイソレートVLAN
　・コミュニティVLAN

マルチプルVLAN

LAN/SFPポートを複数の通信可能なグループに分割できます。
マルチプルVLANについては こちら を参照してください。

ボイスVLAN

アクセスポート上で音声とデータをわけて扱えるようにすることができます。

2. 用語の定義

ブロードキャストドメイン

Ethernetなどのネットワークで、ブロードキャストフレームが届く範囲のこと。
スイッチングハブなどのデータリンク層(MAC層)を中継する機器によって接続された端末同士が同じブロードキャストドメインに所属することになります。
一般的にEthernetにおけるネットワークとはこのブロードキャストドメインのことを指します。

3. 機能詳細

3.1. VLAN IDの定義

本製品は、VLAN IDとして2～4094の範囲で最大255個定義することが可能です。(ID #1はデフォルトVLAN IDとして使用します。)
VLAN IDは、 vlan database コマンドでVLANモード遷移後に vlan コマンドを使用して定義します。
詳細はコマンドリファレンスを参照願います。

3.2. LAN/SFPポートに対するVLAN設定

本製品でVLANを利用するためには、使用するVLANを定義した後に、以下の設定を行う必要があります。

  • LAN/SFPポートのモードを設定する

  • LAN/SFPポートの所属VLANを設定する

  1. 本製品のLAN/SFPポートは、以下に示すどちらかのモードに設定します。

    • アクセスポート
      タグなしフレームを扱うポート。1つのVLANに所属することができます。

    • トランクポート
      タグなし/タグ付き両方のフレームを扱うポート。
      複数のVLANに所属することができ、主にスイッチ同士を接続する際に使用します。
      本製品では、 IEEE 802.1Q のみをサポートします。(Cisco ISLについてはサポートしません。)

  2. LAN/SFPポートのモード設定は、 switchport mode コマンドで行います。
    トランクポートに設定する際、指定したVLAN ID以外のフレームを扱うかどうかを 入力フィルタ(ingress-filter) で制御することができます。

    • 入力フィルタ有効時 : 指定したVLAN IDが設定されているフレームのみを扱います。

    • 入力フィルタ無効時 : 全VLAN IDを扱います。

  3. LAN/SFPポートの設定モードの確認は、 show interface switchport コマンドで行います。

  4. アクセスポートの所属VLANは、 switchport access vlan コマンドで設定します。

  5. トランクポートの所属VLANは、 switchport trunk allowed vlan コマンドで設定します。
    トランクポートは複数のVLANに所属できるため、以下に示す all 、 none 、 except 、 add 、 remove で設定を行います。

    • add
      指定したVLAN IDを追加します。
      追加可能なVLAN IDは、VLANモードで定義されているIDに限定されます。

    • remove
      指定したVLAN IDを削除します。

    • all
      VLANモードで定義した全てのVLAN IDを追加します。
      本コマンド実行後、VLANモードで追加したVLAN IDも追加の対象となります。

    • none
      どのVLANにも所属しません。

    • except
      指定したVLAN ID以外を追加します。
      本コマンド実行後、VLANモードで追加したVLAN IDも追加の対象となります。

  6. トランクポートに対して、タグなしフレームを扱うVLAN（ ネイティブVLAN ）を指定することができます。

  7. アクセスポートに対して、ボイスVLANを指定することでタグつきの音声フレームを通信することができます。

  8. LAN/SFPポートの所属VLANの確認は、 show vlan コマンドで行います。

3.3. VLANに対するアクセス制御

本製品は、VLANに対するアクセス制御機能として、VLANアクセスマップ機能を提供します。
VLANアクセスマップは、VLAN IDに対するフィルタ条件として、標準/拡張IPアクセス制御リスト、MACアクセス制御リストを関連付けることができます。
VLANアクセスマップの操作は、以下のコマンドで行います。

  • VLANアクセスマップの作成　　　 : vlan access-map コマンド

  • VLANアクセスマップの条件設定　 : match access-list コマンド

  • VLANアクセスマップのの割り当て : vlan filter コマンド

  • VLANアクセスマップの表示　　　 : show vlan access-map コマンド

3.4. デフォルトVLAN

デフォルトVLANとは、本スイッチの初期状態から存在する VLAN #1 (vlan1) のことです。
デフォルトVLANは特殊なVLANであるため、常に存在し、削除することはできません。
なお、以下の操作を行うと、該当ポートは自動的にデフォルトVLANから削除されます。

  • アクセスポートに対してVLAN を設定した

  • トランクポートに対してデフォルトVLAN以外をネイティブVLANに設定した

  • トランクポートに対してネイティブVLANをなし(none)にした

3.5. ネイティブVLAN

ネイティブVLANとは、トランクポートに設定したLAN/SFPポートで、受信したタグなしフレームを所属させるVLANのことです。
LAN/SFPポートをトランクポートとして定義すると、デフォルトVLAN（VLAN #1）がネイティブVLANとして設定されます。
特定のVLANをネイティブVLANとして定義する場合は、 switchport trunk native vlan コマンドを使用します。
該当LAN/SFPポートでタグなしフレームを扱わないようにしたい場合は、ネイティブVLANをなしに設定することも可能です。(switchport trunk native vlan コマンドでnoneを指定)

3.6. プライベートVLAN

本製品は、同一サブネット内でさらに通信可能なグループを分割する プライベートVLAN を構成できます。
動作仕様について、以下に示します。

  1. プライベートVLANは、以下に示す3種類のVLANで構成します。

    • プライマリーVLAN
      セカンダリーVLANの親となるVLANです。
      1つのプライベートVLANに 1つだけ 設定することができます。

    • アイソレートVLAN
      セカンダリーVLANの一つで、プライマリーVLANだけにトラフィックを流します。
      1つのプライベートVLANに 1つだけ 設定することができます。

    • コミュニティVLAN
      セカンダリーVLANの一つで、同じコミュニティVLANとプライマリーVLANにトラフィックを流します。
      1つのプライベートVLANに 複数 設定することができます。

  2. プライマリーVLANは、複数のプロミスカスポートを収容することができます。
    プロミスカスポートとして使用できるポートは、 アクセスポート 、 トランクポート 、 スタティック/LACP論理インターフェース です。

  3. セカンダリーVLAN（アイソレートVLAN、コミュニティVLAN）のホストポートとして使用できるポートは、 アクセスポート のみとなります。

  4. セカンダリーVLAN（アイソレートVLAN、コミュニティVLAN）は、 1つのプライマリーVLAN と関連付けすることができます。
    関連付けには、 switchport private-vlan mapping コマンドを使用します。

    • アイソレートVLANは、プライベートVLANに収容されている複数のプロミスカスポートと関連付けることができます。

    • コミュニティVLANは、プライベートVLANに収容されている複数のプロミスカスポートと関連付けることができます。

3.7. ボイスVLAN

ボイスVLANとは、IP電話の音声トラフィックとPCのデータトラフィックが混在しても音声に悪影響がでないようにするための機能です。

image

IP電話には、スイッチに接続するポートとPCを接続するためのポートの2ポートを持つものがあります。
スイッチとIP電話、IP電話とPCを接続することで、スイッチの1ポートでIP電話の音声トラフィックとPCのデータトラフィックを扱うことが可能になります。
このような構成でボイスVLAN機能を使用することにより、IP電話のノイズなどが発生しにくいように音声データとPCデータをわけたり、音声データを優先して扱えるようになります。

ボイスVLANの設定は switchport voice vlan コマンドで行います。
以下のいずれかを音声トラフィックとして扱うように設定します。

  • 802.1pタグつきフレーム

  • プライオリティタグフレーム(VLAN IDは0でCoS値だけを指定した802.1pタグ)

  • タグなしフレーム

タグ付きフレームを音声トラフィックとして扱う場合、タグ無しフレームはデータトラフィックとして扱われます。

本製品はLLDPを利用することで、接続されたIP電話に対して設定を自動で反映させることができます。
自動設定するための条件は以下のとおりです。

  • ボイスVLANを有効にしているポートで、LLDP-MED TLV の送信を有効に設定している。

  • 接続するIP電話が LLDP-MED での設定に対応している。

上記条件を満たしている場合、該当ポートにIP電話が接続されると、 LLDP-MED の Network Policy TLV　によりボイスVLAN情報(タグあり/なし、VLAN ID、使用すべきCoS値、DSCP値)を通知します。
IP電話は、本製品から通知された情報にしたがって音声データを送信するようになります。

IP電話に設定するCoS値は switchport voice cos コマンドで、DSCP値は switchport voice dscp コマンドで設定します。
また、音声トラフィックを優先的に処理するためには、IP電話の設定にあわせてQoSの設定(QoSの有効化、トラストモードの設定)が必要です。

ボイスVLAN の制限事項は以下のとおりです。

  • アクセスポートに設定されている物理インターフェースでのみ利用可能です。
    リンクアグリゲーション論理インターフェース、VLAN論理インターフェースでは利用できません。

  • ボイスVLAN機能とポート認証機能の併用はできません。

4. 関連コマンド

4.1. 関連コマンド一覧

  • 関連コマンドについて、以下に示します。

    操作項目 操作コマンド

    VLANモードへの遷移

    vlan database

    VLANインターフェースの定義、定義済VLANの変更

    vlan

    プライベートVLANの定義

    private-vlan

    プライベートVLANのセカンダリーVLANの設定

    private-vlan association

    VLANアクセスマップの作成

    vlan access-map

    VLANアクセスマップへの条件設定

    match

    VLANアクセスマップのVLANへの割り当て

    vlan filter

    アクセスポート(タグなしポート)の設定

    switchport mode access

    アクセスポート(タグなしポート)の所属VLANの設定

    switchport access vlan

    トランクポート(タグ付きポート)の設定

    switchport mode trunk

    トランクポート(タグ付きポート)の所属VLANの設定

    switchport trunk allowed vlan

    トランクポート(タグ付きポート)のネイティブVLANの設定

    switchport trunk native vlan

    プライベートVLAN用ポート(プロミスカスポート，ホストポート)の設定

    switchport mode private-vlan

    プライベートVLAN用ポート・ホストポートのVLAN設定

    switchport private-vlan host-association

    プライベートVLAN用ポート・プロミスカスポートのVLAN設定

    switchport private-vlan mapping

    ボイスVLANの設定

    switchport voice vlan

    ボイスVLANのCoS値の設定

    switchport voice cos

    ボイスVLANのDSCP値の設定

    switchport voice dscp

    VLAN情報の表示

    show vlan

    プライベートVLAN情報の表示

    show vlan private-vlan

    VLANアクセスマップの表示

    show vlan access-map

    VLANアクセスマップフィルタの表示

    show vlan filter

5. コマンド実行例

5.1. ポートベースVLAN の設定

ホストA～B間、ホストC～D間 の通信を可能にするために、本製品にポートベースVLANを設定します。

image

本製品のLANポートの設定は以下とします。

  • LANポート #1/#2 : アクセスポートに設定し、VLAN #1000 に所属

  • LANポート #3/#4 : アクセスポートに設定し、VLAN #2000 に所属

■設定手順

  1. vlan database コマンドでVLANモードに移行し、 vlan コマンドで2つのVLANを定義します。

    Yamaha(config)# vlan database (1)
Yamaha(config-vlan)# vlan 1000 (2)
Yamaha(config-vlan)# vlan 2000 (3)
Yamaha(config-if)# exit
    1 VLANモードに移行
    2 VLAN #1000の作成
    3 VLAN #2000の作成

  2. LANポート #1/#2をアクセスポートに設定し、VLAN #1000 に所属させます。

    Yamaha(config)# interface port1.1-2 (1)
Yamaha(config-if)# switchport mode access (2)
Yamaha(config-if)# switchport access vlan 1000 (3)
Yamaha(config-if)# exit
    1 interface modeに移行
    2 アクセスポートに設定
    3 VLAN IDの指定

  3. LANポート #3/#4をアクセスポートに設定し、VLAN #2000 に所属させます。

    Yamaha(config)# interface port1.3-4
Yamaha(config-if)# switchport mode access
Yamaha(config-if)# switchport access vlan 2000
Yamaha(config-if)# exit

  4. VLANの設定を確認します。

    Yamaha#show vlan brief
(u)-Untagged, (t)-Tagged
VLAN ID  Name            State   Member ports
======= ================ ======= ===============================
1       default          ACTIVE  port1.5(u) port1.6(u)
                                 port1.7(u) port1.8(u)
1000    VLAN1000         ACTIVE  port1.1(u) port1.2(u)
2000    VLAN2000         ACTIVE  port1.3(u) port1.4(u)

5.2. タグVLAN の設定

ホストA～B間、ホストC～D間の通信を可能にするために、本製品の#A～#B間にタグVLANを設定します。

image

本製品#A/#Bの LANポートの設定は以下とします。

  • LANポート #1 : アクセスポートに設定し、VLAN #1000 に所属

  • LANポート #2 : アクセスポートに設定し、VLAN #2000 に所属

  • LANポート #3 : トランクポートに設定し、LAN #1000、VLAN #2000 に所属

  1. [スイッチ#A/#B] VLAN を定義します。

    Yamaha(config)#vlan database (1)
Yamaha(config-vlan)#vlan 1000 (2)
Yamaha(config-vlan)#vlan 2000 (3)
    1 vlan mode に移行
    2 VLAN #1000の定義
    3 VLAN #2000の定義

  2. [スイッチ#A/#B] LANポート1をアクセスポートに設定し、VLAN #1000 に所属させます。

    Yamaha(config)#interface port1.1 (1)
Yamaha(config-if)#switchport mode access (2)
Yamaha(config-if)#switchport access vlan 1000 (3)
Yamaha(config-if)#exit
    1 interface mode に移行
    2 アクセスポートに設定
    3 VLAN #1000に所属させる

  3. [スイッチ#A/#B] LANポート2をアクセスポートに設定し、VLAN #2000 に所属させます。

    Yamaha(config)#interface port1.2 (1)
Yamaha(config-if)#switchport mode access (2)
Yamaha(config-if)#switchport access vlan 2000 (3)
Yamaha(config-if)#exit
    1 interface modeに移行
    2 アクセスポートに設定
    3 VLAN #2000に所属させる

  4. [スイッチ#A/#B] LANポート3をトランクポートに設定し、VLAN #1000 / #2000 を所属させます。

    Yamaha(config)#interface port1.3 (1)
Yamaha(config-if)#switchport mode trunk (2)
Yamaha(config-if)#switchport trunk allowed vlan add 1000 (3)
Yamaha(config-if)#switchport trunk allowed vlan add 2000 (4)
Yamaha(config-if)#exit
    1 interface mode に移行
    2 トランクポートに設定
    3 VLAN #1000を追加
    4 VLAN #2000を追加

  5. VLANの設定を確認します。

    Yamaha#show vlan brief
(u)-Untagged, (t)-Tagged

VLAN ID  Name                            State   Member ports
======= ================================ ======= ======================
1       default                          ACTIVE  port1.3(u)
1000    VLAN1000                         ACTIVE  port1.1(u) port1.3(t)
2000    VLAN2000                         ACTIVE  port1.2(u) port1.3(t)

5.3. プライベートVLAN の設定

本製品にプライベートVLANを設定し、以下を実現します。

ポート1～7に接続したホストは、ポート8に接続した回線を介してインターネットなどの外部回線に接続します
ポート1～4に接続したホスト間の通信は遮断します (アイソレートVLAN : VLAN #21)
ポート5～7に接続したホスト間の通信は許可します (コミュニティVLAN : VLAN #22)
ポート1～4に接続したホストとポート5～7に接続したホスト間の通信は遮断します

image

  1. プライベートVLANで使用するVLAN IDを定義します。

    Yamaha(config)# vlan database (1)
Yamaha(config-vlan)# vlan 2 (2)
Yamaha(config-vlan)# vlan 21
Yamaha(config-vlan)# vlan 22
Yamaha(config-vlan)# private-vlan 2 primary (3)
Yamaha(config-vlan)# private-vlan 21 isolated (4)
Yamaha(config-vlan)# private-vlan 22 community (5)
Yamaha(config-vlan)# private-vlan 2 association add 21 (6)
Yamaha(config-vlan)# private-vlan 2 association add 22
Yamaha(config-vlan)# exit
    1 vlanモードに移行
    2 VLANの作成
    3 Primary VLANの設定
    4 Isolated VLANの設定
    5 Community VLANの設定
    6 Primary VLANとの関連付け

  2. LANポート1～4にアイソレートVLAN(VLAN #21)を設定します。

    Yamaha(config)#interface port1.1-4 (1)
Yamaha(config-if)#switchport mode access (2)
Yamaha(config-if)#switchport access vlan 21 (3)
Yamaha(config-if)#switchport mode private-vlan host (4)
Yamaha(config-if)#switchport private-vlan host-association 2 add 21
Yamaha(config-if)#exit
    1 interface modeに移行
    2 アクセスポートに設定
    3 VLAN #21に所属
    4 プライベートVLANのホストポートに設定

  3. LANポート5～7にコミュニティVLAN(VLAN #22)を設定します。

    Yamaha(config)#interface port1.5-7 (1)
Yamaha(config-if)#switchport mode access (2)
Yamaha(config-if)#switchport access vlan 22 (3)
Yamaha(config-if)#switchport mode private-vlan host (4)
Yamaha(config-if)#switchport private-vlan host-association 2 add 22
Yamaha(config-if)#exit
    1 interfaceモードに移行
    2 アクセスポートに設定
    3 VLAN #22に所属
    4 プライベートVLANのホストポートに設定

  4. LANポート8にプライマリVLAN(VLAN #2)を設定します。(プロミスカスポート)

    Yamaha(config)#interface port1.8 (1)
Yamaha(config-if)#switchport mode access (2)
Yamaha(config-if)#switchport access vlan 2 (3)
Yamaha(config-if)#switchport mode private-vlan promiscuous (4)
Yamaha(config-if)#switchport private-vlan mapping 2 add 21
Yamaha(config-if)#switchport private-vlan mapping 2 add 22
Yamaha(config-if)#exit
    1 interfaceモードに移行
    2 アクセスポートに設定
    3 VLAN #2に所属
    4 プライベートVLANのプロミスカスポートに設定

  5. VLANの設定を確認します。

    Yamaha#show vlan brief
(u)-Untagged, (t)-Tagged

VLAN ID  Name                            State   Member ports
======= ================================ ======= ======================
1       default                          ACTIVE
2       VLAN0002                         ACTIVE  port1.8(u)
21      VLAN0021                         ACTIVE  port1.1(u) port1.2(u)
                                                 port1.3(u) port1.4(u)
22      VLAN0022                         ACTIVE  port1.5(u) port1.6(u)
                                                 port1.7(u)

Yamaha#show vlan private-vlan
 PRIMARY        SECONDARY          TYPE          INTERFACES
 -------        ---------       ----------      ----------
       2              21          isolated       port1.1 port1.2
                                                 port1.3 port1.4
       2              22         community       port1.5 port1.6
                                                 port1.7

5.4. ボイスVLAN の設定

本製品にボイスVLANを設定し、以下を実現します。

ポート1にIP電話を接続します。IP電話のもう一つのLANポートにPCを接続します。
LLDP-MED を利用して、本製品からIP電話に以下の設定をします。

  • IP電話の音声トラフィックとして、VLAN #2 の 802.1qタグつきフレームを送受信する。

  • PCのデータ通信はタグなしフレームを送受信する。

  • 音声トラフィック送信時のCoS値は 6 を使用する。

  1. ボイスVLANで使用するVLAN IDを定義します。

    Yamaha(config)# vlan database (1)
Yamaha(config-vlan)# vlan 2 (2)
Yamaha(config-vlan)# exit
    1 vlanモードに移行
    2 VLANの作成

  2. LANポート #1にボイスVLANを設定します。

    Yamaha(config)#interface port1.1 (1)
Yamaha(config-if)#switchport mode access (2)
Yamaha(config-if)#switchport voice vlan 2 (3)
Yamaha(config-if)#switchport voice cos 6 (4)
Yamaha(config-if)#exit
    1 interface modeに移行
    2 アクセスポートに設定
    3 音声トラフィックをVLAN #2のタグ付きフレームに設定
    4 音声トラフィックのCoS値を6に設定

  3. LANポート #1にQoSを設定します。

    Yamaha(config)#qos enable (1)
Yamaha(config)#interface port1.1 (2)
Yamaha(config-if)#qos trust cos (3)
Yamaha(config-if)#exit
    1 QoSの有効化
    2 interfaceモードに移行
    3 トラストモードをCoSに設定

  4. LANポート #1にLLDP-MEDの送受信を設定します。

    Yamaha(config)#interface port1.1 (1)
Yamaha(config-if)#lldp-agent (2)
Yamaha(lldp-agent)#tlv-select med (3)
Yamaha(lldp-agent)#set lldp enable txrx (4)
Yamaha(lldp-agent)#exit
Yamaha(config-if)#exit
Yamaha(config)#lldp run (5)
Yamaha(config)#exit
    1 interfaceモードに移行
    2 LLDPエージェントの作成、モード遷移
    3 LLDP-MED TLVの設定
    4 LLDP送受信モードの設定
    5 LLDP機能の有効化

6. 注意事項

プライベートVLANに属しているポートは、ホストポートに限り、リンクアグリゲーション論理インターフェースとして束ねることができません。

7. 関連文書