Catalyst 9000スイッチでのQinQおよびL2PTの設定とトラブルシューティング
はじめに
このドキュメントでは、Cisco IOS® XEソフトウェアを実行するCatalyst 9000スイッチでの802.1Qトンネル(QinQ)とL2PTの設定およびトラブルシューティング方法について説明します。
前提条件
この機能に関する制限事項、制限事項、設定オプション、警告、およびその他の関連情報の最新情報については、Ciscoの公式リリースノートと設定ガイドを参照してください。
要件
次の項目に関する知識があることが推奨されます。
- Catalyst 9000シリーズスイッチのアーキテクチャ
- Cisco IOS XEソフトウェアアーキテクチャ
- 仮想ローカルエリアネットワーク(VLAN)、VLANトランク、およびIEEE 802.1Qカプセル化
- Cisco Discovery Protocol(CDP)、Link Layer Discovery Protocol(LLDP)、Spanning Tree Protocol(STP)、Link Aggregation Control Protocol(LACP)、Port Aggregation Protocol(PAgP)などのレイヤ2プロトコル
- QinQトンネル、選択的QinQトンネル、およびレイヤ2プロトコルトンネリング(L2PT)に関する基礎知識。
- スイッチドポートアナライザ(SPAN)および組み込みパケットキャプチャ(EPC)
使用するコンポーネント
このドキュメントの情報は、次のハードウェアとソフトウェアのバージョンに基づいています。
- Cisco Catalyst C9500-12QとCisco IOS XE 17.3.3
このドキュメントの情報は、特定のラボ環境にあるデバイスに基づいて作成されました。このドキュメントで使用するすべてのデバイスは、クリアな（デフォルト）設定で作業を開始しています。本稼働中のネットワークでは、各コマンドによって起こる可能性がある影響を十分確認してください。
関連製品
このドキュメントは、次のバージョンのハードウェアとソフトウェアにも使用できます。
- Cisco IOS XEソフトウェア搭載のCatalyst 3650および3850シリーズスイッチ
- Cisco IOS XEソフトウェアを搭載したCatalyst 9200、9300、9400、および9600シリーズスイッチ
設定
このセクションでは、Catalyst 9000スイッチにIEEE 802.1Qトンネル(QinQ)を導入するための基本的なトポロジを示し、各Catalystスイッチの設定例を紹介します。
ネットワーク図
このトポロジでは、サイトAとサイトBの2つのサイトがあり、サービスプロバイダーのスイッチドネットワークによって物理的に分離されており、サービス仮想LAN(SVLAN)1010が使用されています。プロバイダーエッジ(PE)スイッチProvSwitchAおよびProvSwitchBは、それぞれサイトAおよびサイトBへのアクセスをプロバイダーネットワークに許可します。サイトAとサイトBはカスタマーVLAN(CVLAN)10、20、および30を使用し、これらのVLANをレイヤ2(L2)で拡張する必要があります。サイトAはカスタマーエッジ(CE)スイッチCusSwitchAを介してプロバイダーネットワークに接続し、サイトBはCEスイッチCusSwitchBを介してプロバイダーネットワークに接続します。
サイトAは、内部タグとも呼ばれるCVLANのIEEE 802.1Qタグを使用して、QinQトンネルアクセスとして機能するPEスイッチProvSwitchAにトラフィックを送信します。ProvSwitchAは、受信したトラフィックを、CVLAN 802.1Qタグの上に追加されたSVLANの2番目のIEEE 802.1Qタグ（外部タグまたはメトロタグとも呼ばれる）を使用してプロバイダースイッチドネットワークに転送します。このプロセスはVLANスタックとも呼ばれ、この例では2タグのVLANスタックを示します。二重タグ付きトラフィックは、SVLAN Media Access Control(MAC)テーブル情報のみに基づいて、プロバイダーネットワーク内のL2によって転送されます。二重タグ付きトラフィックがQinQトンネルのリモートエンドに到達すると、QinQトンネルアクセスとしても機能するリモートPEスイッチProvSwitchBがトラフィックからSVLANタグを除去し、CVLAN 802.1Qタグのみがタグ付けされているサイトBに転送するため、リモートサイト間でのVLANのレイヤ2拡張が実現されます。L2プロトコルトンネリングは、CEスイッチCusSwitchAとCusSwitchBの間でCisco Discovery Protocol(CDP)フレームを交換するためにも実装されます。
トラフィックがサイトBからサイトAに転送されるときも、同じプロセスが発生します。PEスイッチProvSwitchBにも、同じ設定、検証、およびトラブルシューティング手順が適用されます。プロバイダースイッチネットワーク内の他のすべてのデバイスとカスタマーサイトは、access/trunkコマンドでのみ設定され、QinQ機能を実行しないものとします。
ここで示す例では、QinQトンネルアクセススイッチで受信される802.1Qタグは1つだけであると仮定していますが、受信されるトラフィックには、0個以上の802.1Qタグを含めることができます。SVLANタグは、受信したVLANスタックに追加されます。デバイスで追加のQinQ、VLAN、およびトランク設定を使用して、ゼロ以上の802.1Qタグのトラフィックをサポートする必要はありませんが、デバイスの最大伝送ユニット(MTU)を変更して、トラフィックに追加するバイトをサポートする必要があります（「トラブルシューティング」セクションで詳細を説明）。
IEEE 802.1Qトンネルの詳細については、次を参照してください。
レイヤ2コンフィギュレーションガイド、Cisco IOS XE Amsterdam 17.3.x（Catalyst 9500スイッチ）
ProvSwitchA（QinQトンネルPEデバイス）の設定：
!
version 17.3
!
hostname ProvSwitchA
!
vtp domain QinQ
vtp mode transparent
!
vlan dot1q tag native
!
vlan 1010
name QinQ-VLAN
!
interface TenGigabitEthernet1/0/1
switchport trunk allowed vlan 1010
switchport mode trunk
!
interface TenGigabitEthernet1/0/2
switchport access vlan 1010
switchport mode dot1q-tunnel
no cdp enable
l2protocol-tunnel cdp
!
ProvSwitchB（QinQトンネルPEデバイス）の設定：
!
version 17.3
!
hostname ProvSwitchB
!
vtp domain QinQ
vtp mode transparent
!
vlan dot1q tag native
!
vlan 1010
name QinQ-VLAN
!
interface TeGigabitEthernet1/0/1
switchport trunk allowed vlan 1010
switchport mode trunk
!
interface TeGigabitEthernet1/0/2
switchport access vlan 1010
switchport mode dot1q-tunnel
no cdp enable
l2protocol-tunnel cdp
!
CusSwitchA（CEデバイス）の設定：
!
version 17.3
!
hostname CusSwitchA
!
vtp domain SiteA
vtp mode transparent
!
vlan dot1q tag native
!
vlan 10
name Data
!
vlan 20
name Voice
!
vlan 30
name Mgmt
!
interface TenGigabitEthernet1/0/2
switchport trunk allowed vlan 10,20,30
switchport mode trunk
!
CusSwitchB（CEデバイス）の設定：
!
version 17.3
!
hostname CusSwitchB
!
vtp domain SiteB
vtp mode transparent
!
vlan dot1q tag native
!
vlan 10
name Data
!
vlan 20
name Voice
!
vlan 30
name Mgmt
!
interface TenGigabitEthernet1/0/2
switchport trunk allowed vlan 10,20,30
switchport mode trunk
!
CVLANがプロバイダーデバイスで定義されておらず、SVLANがCEスイッチで定義されていないことに注意してください。プロバイダーデバイスはSVLANのみに基づいてトラフィックを転送するため、転送決定にCVLAN情報を考慮しません。したがって、プロバイダーデバイスは、（選択的QinQが使用されない限り）QinQトンネルアクセスで受信されたVLANを認識する必要はありません。これは、CVLANタグと同じVLAN IDをプロバイダースイッチドネットワーク内のトラフィックに使用でき、その逆も可能であることを意味します。このような場合は、パケット損失やトラフィックリークの問題を回避するために、グローバルコンフィギュレーションモードでvlan dot1q tag nativeを設定することを推奨します。vlan dot1q tag nativeは、デフォルトですべてのトランクインターフェイス上で、802.1QネイティブVLANへのタグ付けを可能にします。ただし、インターフェイスレベルでno switchport trunk native vlan tag設定を使用し、これを無効にすることができます。
確認
QinQトンネルおよびL2PTのポート設定は、Cisco IOS XEの観点から、Catalystスイッチでの転送決定が行われる転送特定用途向け集積回路(FWD-ASIC)の観点まで検証できます。基本的なCisco IOS XE検証コマンドは次のとおりです。
- show dot1q-tunnel:QinQトンネルアクセスとして設定されているインターフェイスをリストします。
ProvSwitchA# show dot1q-tunnel dot1q-tunnel mode LAN Port(s) ----------------------------- Te1/0/2
- show vlan id {svlan-number}：指定したVLANに割り当てられたインターフェイスを表示します。
ProvSwitchA# show vlan id 1010 VLAN Name Status Ports ---- -------------------------------- --------- ------------------------------- 1010 QinQ-VLAN active Te1/0/1, Te1/0/2
- show interfaces trunk：トランクモードで設定されたインターフェイスを一覧表示します。
ProvSwitchA# show interfaces trunk Port Mode Encapsulation Status Native vlan Te1/0/1 on 802.1q trunking 1 Port Vlans allowed on trunk Te1/0/1 1010
- show vlan dot1q tag native:802.1QネイティブVLANタグのグローバルステータスと、802.1QネイティブVLANにタグを付けるように設定されたトランクインターフェイスをリストします。
ProvSwitchA# show vlan dot1q tag native
dot1q native vlan tagging is enabled globally
Per Port Native Vlan Tagging State
----------------------------------
Port Operational Native VLAN
Mode Tagging State
-------------------------------------------
Te1/0/1 trunk enabled
- show mac address-table vlan {svlan-number}:SVLANで学習されたMACアドレスを表示します。LANデバイスからのMACアドレスは、使用されるCVLANに関係なく、SVLANで学習されます。
ProvSwitchA#show mac address-table vlan 1010
Mac Address Table
-------------------------------------------
Vlan Mac Address Type Ports
---- ----------- -------- -----
1010 701f.539a.fe46 DYNAMIC Te1/0/2
Total Mac Addresses for this criterion: 3
- show l2-protocol tunnel:L2PTに対して有効になっているインターフェイスと、有効になっている各L2プロトコルのカウンタを表示します。
ProvSwitchA#show l2protocol-tunnel
COS for Encapsulated Packets: 5 Drop Threshold for Encapsulated Packets: 0 Port Protocol Shutdown Drop Encaps Decaps Drop Threshold Threshold Counter Counter Counter ------------------- ----------- --------- --------- --------- --------- --------- Te1/0/2 cdp ---- ---- 90 97 0 --- ---- ---- ---- ---- ----
- show cdp neighbor:CEスイッチ上で実行して、CDPで相互に認識できることを確認できます。
CusSwitcha#show cdp neighbors Capability Codes: R - Router, T - Trans Bridge, B - Source Route Bridge S - Switch, H - Host, I - IGMP, r - Repeater, P - Phone, D - Remote, C - CVTA, M - Two-port Mac Relay Device ID Local Intrfce Holdtme Capability Platform Port ID CusSwitchB.cisco.com Ten 1/0/2 145 S I C9500-12 Ten 1/0/2
コマンドラインインターフェイス(CLI)を介してインターフェイスがQinQトンネルアクセスとして設定されている場合、Cisco IOS XEはポートマネージャ(PM)プロセスをトリガーして、指定されたモードとVLANでスイッチポートを設定します。PMでスイッチポート情報を確認するには、show pm port interface {interface-name}コマンドを使用します。
ProvSwitchA# show pm port interface TenGigabitEthernet1/0/2 port 1/2 pd 0x7F9E317C3A48 swidb 0x7F9E30851320(switch) sb 0x7F9E30852FE8 if_number = 2 hw_if_index = 1 snmp_if_index = 2(2) ptrunkgroup = 0(port) admin up(up) line up(up) operErr none port assigned mac address 00a3.d144.200a idb port vlan id 1010 default vlan id 1010 speed: 10G duplex: full mode: tunnel encap: native flowcontrol receive: on flowcontrol send: off sm(pm_port 1/2), running yes, state dot1qtunnel
インターフェイスTe1/0/2には、2のインターフェイス番号(if_number)が割り当てられます。インターフェイスID(IF-ID)、つまり特定のポートを識別する内部値です。スイッチポートの設定は、PMでshow platform software pm-port switch 1 R0 interface {IF-ID}コマンドを使用して確認することもできます。
ProvSwitchA# show platform software pm-port switch 1 R0 interface 2 PM PORT Data: Intf PORT DEFAULT NATIVE ALLOW MODE PORT PORT ID ENABLE VLAN VLAN NATIVE DUPLEX SPEED --------------------------------------------------------- 2 TRUE 1010 1010 TRUE tunnel full unknown
PMがスイッチポートの設定を適用すると、PMはポート情報をForwarding Engine Driver(FED)にリレーし、それに応じて特定用途向け集積回路(ASIC)をプログラムします。
FEDのポートは、show platform software fed switch {switch-number} port if_id {IF-ID}コマンドを使用して確認し、QinQトンネルアクセスポートとしてプログラムされていることを確認できます。
ProvSwitchA# show platform software fed switch 1 port if_id 2
FED PM SUB PORT Data :
if_id = 2
if_name = TenGigabitEthernet1/0/2
enable: true
speed: 10Gbps
operational speed: 10Gbps
duplex: full
operational duplex: full
flowctrl: on
link state: UP
defaultVlan: 1010
port_state: Fed PM port ready
mode: tunnel
タグなしのトラフィックだけを受信するアクセスモードのスイッチポートとは異なり、802.1Qトンネルモードで設定されたスイッチポートは、802.1Qタグ付きのトラフィックも受け入れます。FEDでは、QinQトンネルアクセスポートでこの機能を使用できます。このことは、show platform software fed switch {switch-number} ifm if-id {IF-ID}で確認できます。
C9500-12Q-PE1# show platform software fed switch 1 ifm if-id 2
Interface Name : TenGigabitEthernet1/0/2
Interface State : Enabled
Interface Type : ETHER
Port Type : SWITCH PORT
Port Location : LOCAL
Port Information
Type .............. [Layer2]
Identifier ........ [0x9]
Slot .............. [1]
Port Physical Subblock
Asic Instance ..... [0 (A:0,C:0)]
Speed ............. [10GB]
PORT_LE ........... [0x7fa164777618]
Port L2 Subblock
Enabled ............. [Yes]
Allow dot1q ......... [Yes]
Allow native ........ [Yes]
Default VLAN ........ [1010]
Allow priority tag ... [Yes]
Allow unknown unicast [Yes]
Allow unknown multicast[Yes]
Allow unknown broadcast[Yes]
また、FEDは、ポート論理エンティティ（ポートLE）と呼ばれる16進数形式のハンドル値も提供します。ポートLEは、Forwarding ASIC（fwd-asic；転送ASIC）でプログラムされているポート情報へのポインタです。show platform hardware fed switch 1 fwd-asic abstraction print-resource-handle {Port-LE-handle} 1コマンドは、ポートで有効になっているさまざまな機能をASICレベルで表示します。
C9500-12Q-PE1# show platform hardware fed switch 1 fwd-asic abstraction print-resource-handle 0x7f79548c3718 1 Detailed Resource Information (ASIC_INSTANCE# 0) ---------------------------------------- LEAD_PORT_ALLOW_BROADCAST value 1 Pass LEAD_PORT_ALLOW_DOT1Q_TAGGED value 1 Pass LEAD_PORT_ALLOW_MULTICAST value 1 Pass LEAD_PORT_ALLOW_NATIVE value 1 Pass LEAD_PORT_ALLOW_UNICAST value 1 Pass LEAD_PORT_ALLOW_UNKNOWN_UNICAST value 1 Pass¡ LEAD_PORT_SEL_QINQ_ENABLED value 0 Pass LEAD_PORT_DEFAULT_VLAN value 1010 Pass ==============================================================
この出力は、ASICレベルでQinQトンネルアクセススイッチポートがLANからのタグなしトラフィックと802.1Qタグ付きトラフィックを許可し、プロバイダースイッチドネットワーク経由で転送されるSVLAN 1010を割り当てるように設定されていることを確認します。「LEAD_PORT_SEL_QINQ_ENABLED」フィールドが未設定であることに注意してください。このビットは、このドキュメントで説明する従来のQinQトンネル設定ではなく、選択的QinQ設定のみに設定されます。
トラブルシュート
このセクションでは、設定のトラブルシューティングに使用できる手順を説明します。802.1Qトンネルのトラフィック問題をトラブルシューティングする最も便利なツールは、スイッチドポートアナライザ(SPAN)です。SPANキャプチャを使用して、LANから受信したCVLANの802.1Qタグと、QinQトンネルアクセスデバイスに追加されたSVLANを確認できます。
802.1Qタグが付いたトラフィックをキャプチャするようにSPANを設定するには、monitor session {session-number} destination interface {interface-name} encapsulation replicateコマンドを設定することが重要です。encapsulation replicateキーワードが設定されていない場合、SPANでミラーリングされたトラフィックに不正な802.1Qタグ情報が含まれる可能性があります。SPAN設定の例については、「設定」セクションを参照してください。
SPANの詳細については、『ネットワーク管理設定ガイド、Cisco IOS XE Amsterdam 17.3.x（Catalyst 9500スイッチ）』を参照してください。
ProvSwitchAでのSPAN設定例：
!
monitor session 1 source interface Te1/0/1 , Te1/0/2
monitor session 1 destination interface Te1/0/3 encapsulation replicate
!
ネットワークアナライザデバイスでは、受信したミラートラフィックを確認して、QinQトンネルアクセス入力にCVLAN 10が存在することを確認できます。
同様に、CVLAN 10とSVLAN 1010の両方が、プロバイダースイッチドネットワークに接続されているインターフェイストランクの出力方向に存在することを確認できます。
QinQスイッチドネットワークでのトラフィック損失が疑われる場合は、次の項目を検討して確認してください。
- トランキングインターフェイスのデフォルトの最大伝送ユニット(MTU)は1522バイトです。これは、1500バイトのIP MTU、18バイトのイーサネットヘッダーフレーム、および4バイトの802.1Qタグ1つに対応します。すべてのプロバイダーおよびプロバイダーエッジデバイスで設定されているMTUは、VLANスタックに追加された802.1Qタグごとに4バイトずつ追加される必要があります。たとえば、2タグのVLANスタックの場合、1504のMTUを設定する必要があります。3タグのVLANスタックの場合は、1508のMTUを設定する必要があります。以下同様です。詳細については、『インターフェイスおよびハードウェアコンポーネントコンフィギュレーションガイド、Cisco IOS XE Amsterdam 17.3.x（Catalyst 9500スイッチ）』を参照してください。
- 802.1Qトンネル内のデバイス上のCPUへのトラフィックのパントはサポートされていません。トラフィック検査を必要とする機能は、802.1Q環境でパケット損失またはパケットリークを引き起こす可能性があります。これらの機能の例としては、DHCPトラフィックのDHCPスヌーピング、IGMPトラフィックのIGMPスヌーピング、MLDトラフィックのMLDスヌーピング、ARPトラフィックのダイナミックARPインスペクションなどがあります。プロバイダースイッチドネットワークを介してトラフィックを転送するために使用されるSVLAN上のこれらの機能を無効にすることを推奨します。
追加のデバッグ コマンド
- debug pm port：ポートマネージャ(PM)ポートの遷移およびプログラムモードを表示します。QinQポート設定ステータスのデバッグに便利です。
関連情報
更新履歴
| 改定 | 発行日 | コメント |
|---|---|---|
3.0 |
17-Sep-2024 |
タイトル、概要、SEO、代替テキスト、機械翻訳、スタイル要件、およびフォーマットが更新されました。 |
2.0 |
15-Mar-2022 |
タイトルから不要な単語を削除。 |
1.0 |
08-Mar-2022 |
初版 |
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