IEEE 802.1Q
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用語解説
ブリッジ型LANにおけるVLAN、優先度等を規定する標準で、Ethernetフレームへタグを挿入して一つの物理リンク上で複数のVLANを識別できます。スイッチ間やスイッチと仮想化基盤間のトランクリンクで、VLAN情報を保ったままフレームを転送する際に使われます。
■ 試験で押さえるポイント
一般的な802.1Qタグは送信元MACアドレスの後へ4バイト挿入され、TPIDとTCIから成ります。TPID 0x8100は後続がタグ情報であることを示し、TCIにはPCP 3ビット、DEI 1ビット、VID 12ビットが入ります。
VIDはVLANを識別し、12ビットのうち通常1～4094をVLAN IDとして使います。VID 0はVLAN所属を指定せず優先度だけを示すpriority-tagged frame、4095は予約値であり、単純に4096個全てを通常VLANへ割り当てられるわけではありません。
PCPは8段階の優先度を表し、QoSのキュー選択等に利用できます。DEIは輻輳時に破棄してよいフレームの識別に使われますが、優先度値だけで端から端の帯域や遅延が保証されるわけではありません。
アクセスポートは通常一つのVLANへ属する端末向けで、端末との送受信をタグなしにします。トランクポートは複数VLANをタグ付きで運びますが、native VLAN等でタグなしフレームを扱う場合があるため、両端の設定を一致させます。
タグ挿入でフレームが4バイト増え、元のEtherType位置が変わります。送信装置はタグを含めてFCSを再計算し、受信装置もタグ付きフレーム長を扱える必要があります。
VLANは一つのスイッチ網を論理的なL2ブロードキャストドメインへ分割します。異なるVLAN間の通信にはルータ又はL3スイッチによる経路制御が必要で、同じ物理スイッチだから直接L2通信できるわけではありません。
VLANは適切に設定すれば分離に役立ちますが、暗号化ではありません。許可VLANの過大設定、native VLAN不一致、不要な動的トランク及び二重タグ等のVLAN hopping対策として、許可リスト、未使用ポート無効化、固定モード設定及び監視を行います。
■ 過去問での着眼点
802.1Qタグは4バイトで、TCIにPCP 3ビット、DEI 1ビット、VID 12ビットを持ち、複数VLANを同一リンク上で識別します。アクセスポートとトランクポート、タグ付きとタグなしを区別し、VID 0と4095は通常のVLAN割当てには使わない点を押さえます。VLAN分割はL2の論理分離であり暗号化ではないため、設定制御とVLAN間のL3アクセス制御が必要です。
例: スイッチ間リンクでVLAN 10と20を運ぶ場合、各フレームへVID 10又は20のタグを付けます。端末向けアクセスポートではタグを外して送信し、異なるVLAN間を通信させるときだけL3スイッチのルーティングとACLを経由させます。