CCNA実機ラボ#1:Static Routing Configuration:下準備

【はじめに】

 CCNA取得に限らず、NWエンジニア・インフラエンジニアとして活躍したいのであれば、何はともあれルーティングを理解する必要があります。ルーティングには大きく分けて2種類=①Static Routingと②Dynamic Routing」があります。

 今回はラボ#1:Static Routingを学習していきます。

 

【基本構成】

今回使用する機器は、Cisco892J/K2を4台です。

※ラボ#2のDynamic Routingとの動作の違いを理解するためにも最低4台必要です。

構成は以下の通りです。

f:id:bishamonten1028:20210831230003p:plain



●「fe8」は「FastEthernet 8」を指します。

●「ge0」は「GigabitEthernet 0」を指します。

●R1とR2の間のセグメントは「192.168.1.0 /24」を指します。

●R1のfe8のIPアドレスは「.1」とあることから「192.168.1.1 /24」となります。

 

【ゴール】

①R1からR3(192.168.2.2)へpingが通る。

f:id:bishamonten1028:20210831225937p:plain



 

②R1からR3(192.168.3.1)へpingが通る。

f:id:bishamonten1028:20210831225740p:plain



 

【構築手順】

●Step1

ホスト名の変更、IPアドレスの設定、隣接するルータへの疎通確認

 

●Step2

隣接しない機器=直接接続していないセグメント(192.168.x.0 /24)への疎通確認

→この時点では疎通は失敗します!

 

●Step3

Static Routingの設定

→この時点ではじめてルーティンの意義が明らかになります。

隣接しない機器=直接接続していないセグメント(192.168.x.0 /24)への疎通確認

→この時点で疎通が成功します!

 

●Step4

障害試験/正常性確認

 

以降より、実機による構築を行っていきます。

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CCNA実機ラボ#3:VLAN Configuration:Step2 インターフェイスVLANの作成

【構築手順】

●Step2 インターフェイスVLANの作成

 

まずは一番初めの構成を再確認します。

f:id:bishamonten1028:20210921214843p:plain

 

この構成であれば、PC1からPC2・PC3へpingを打てることは、Step1にて確認済みです。

 

ここで問題です。

PC1からSW1に対してpingを打ってみてください。。。

 

よくわからないですよね(笑)

なぜならSW1のどのポートにもIPアドレスを設定していないので、どこへpingを打てばいいかがわからないからです。

 

ではSW1のgi 1/0/1に対して「192.168.1.101 /24」を設定してみましょう。

●SW1のgi 1/0/1にIPアドレスを振る。

 

あれ設定がうまくいきません。

 

そうなんです。スイッチ(L2の機器)のポートにはIPアドレスを振ることは原理原則できないのです!!!!!

 

ではスイッチにはIPアドレスは振れないのでpingtelnetもできないのか、、、というとそうでもありません。ここでインターフェイスVLANという概念がでてきます。

 

先に図を見てイメージをつけていきましょう。

f:id:bishamonten1028:20210921215701p:plain

 

まずインターフェイスVLANは、「gi 1/0/1」「gi 1/0/3」「gi 1/0/5」といった物理的なポートではなく、赤枠のようなところに位置するであろう仮想的なポートです。

 

今回は「interface vlan 1」を作成し、この仮想ポートに対して「192.168.1.101 /24」を割り当てます。

 

すると「interface vlan 1」は、「vlan 1」が割り当てられている物理ポート(図でいうgi 1/0/1, 1/0/3 ,1/0/5)に紐づきます。

f:id:bishamonten1028:20210921220117p:plain

 

したがって、PC1・2・3から「SW1=interface vlan 1=192.168.1.101」に対してpingを打てば、物理ポートを土管のように経由して、宛先へ通信が通るのです。

 

それでは設定してみましょう

●interface vlan を作成し、IPアドレスを設定する。

f:id:bishamonten1028:20210921220515p:plain

-----------------------------------------------------------------------------------------------

SW1(config)#interface vlan 1

SW1(config-if)ip address 192.168.1.101 255.255.255.0

SW1(config-if)no shutdown

SW1(config-if)end

SW1#

SW1#show running-config

------------------------------------------------------------------------------------------------

 

●PC1・PC2・PC3からSW1に対してpingを打つ。

 

通りました。

 

つぎに少し応用して以下構成を作ってみましょう。

f:id:bishamonten1028:20210921222130p:plain

 

要点を整理すると、SW1のgi 1/0/5にVLAN100が設定されています。したがって、SW1のgi 1/0/5は、interface vlan 1とは紐づいておらず、専用のインターフェイスVLAN=interface vlan 100を作成する必要があります。

 

また「interface vlan 1」と「interface vlan 100」に同一のセグメントを設定することはできません。今回は、管理しやすい様に、VLAN100に紐づくセグメントに「192.168.100.0 /24」を割り当てます。

 

●VLAN100に関連した設定を行う。

------------------------------------------------------------------------------------------------

【SW1】

SW1(config)#interface gigabitethernet 1/0/5

SW1(config-vlan)switchport mode access

SW1(config-vlan)switchport access vlan 100

SW1(config-vlan)exit

SW1(config)#

SW1(config)#interface vlan 100

SW1(config-if)#ip address 192.168.100.101 255.255.255.0

SW1(config-if)#no shutdown

SW1(config-if)#end

SW1#show vlan

-------------------------------------------------------------------------------------------------

【PC3】

PC3(config)#interface fastethernet 8

PC3(config-if)#ip address 192.168.100.3 255.255.255.0

PC3(config-if)#no shutdown

PC3(config-if)#end

PC3#

PC3#show running-config

-------------------------------------------------------------------------------------------------

 

改めて各PCから各IPアドレスに対してpingの疎通・不通の確認をしましょう。

f:id:bishamonten1028:20210921223637p:plain

 

以上で、Step2 インターフェイスVLANの学習を完了します。

お疲れ様でした。

 

≪「Step3 trunkの作成」に続く≫

 

 

CCNA実機ラボ#3:VLAN Configuration:Step1 VLANの基礎

【構築手順】

●Step1 VLANの基礎

先に構築した内容を確認しましょう。

f:id:bishamonten1028:20210920173937p:plain

PC1・2・3は「192.168.1.0 /24」という同一セグメントに所属するIPアドレスが振られているため、相互に通信することが可能です。

 

この状態で、SW1のVLAN設定を確認する基本コマンド「show vlan 」を叩いてみましょう。

 

●SW1のVLAN設定を確認する。

------------------------------------------------------------------------------------------------

SW1#

SW1#show vlan

------------------------------------------------------------------------------------------------

 

「show vlan」の結果を見てみると、デフォルトでVLAN1・1002・1003・1004・1005があることがわかります。

 

また、VLAN1の右側に、SW1のポートであるgi 1/0/1~1/0/28までが表示されています。

 

すなわちデフォルトの設定としてすべてのポートはVLAN1に所属しているのです。

 

f:id:bishamonten1028:20210920180129p:plain

 

 

ここで理解すべきことはPC間で通信が通るには、①同一セグメント、②同一のVLANに所属しているという2つの条件を満たしている必要があります。 

 

ではSW1のVLANの設定を変更してみましょう。

以下の様に、PC1が接続しているSW1の「gi 1/0/1」に対してVLAN100を設定します。

 

f:id:bishamonten1028:20210920180538p:plain

 

●VLAN100を作成する。

------------------------------------------------------------------------------------------------

SW1(config)#

SW1(config)#vlan 100

SW1(config-vlan)#exit

SW1(config)#exit

SW1#show vlan 

-------------------------------------------------------------------------------------------------

 

VLAN100が作成されました。

簡単ですw

 

●SW1のgi 1/0/1にVLAN100を設定

SW1#conf t

SW1(config)#interface gigabitethernet 1/0/1

SW1(config-if)#switchport mode access

SW1(config-if)#switchport access vlan 100

SW1(config-if)end

SW1#show vlan

--------------------------------------------------------------------------------------------------

 

SW1のgi 1/0/1がVLAN100に所属していることがわかります。

 

ではPC1からPC2もしくはPC3へ疎通確認を行います。

●PC1からpingを打つ

f:id:bishamonten1028:20210920183140p:plain

 

先ほどは通った、PC1からPC2・PC3へはpingが通らなくなりました。

 

再確認すると通信が通るためには、①同一セグメント、②同一のVLANに所属しているという2つの条件を満たしている必要があります。

 

今回は、②同一のVLANに所属していないため、通信が通らなくなったのです。

 

 

ここで少し知恵を働かしてみましょう。

現在SW1のgi 1/0/1 はVLAN100 ですが、それ以外のポートはVLAN1に所属しています。そこでPC1の接続先のポートをVLAN1のポート(例:SW1のgi 1/0/7)に接続しなおしてpingを打ってみましょう。

 

●PC1の接続先ポートを変更

f:id:bishamonten1028:20210920185846p:plain

 

●PC1からPC2・3へping

f:id:bishamonten1028:20210920185936p:plain

 

上述の構成であれば、①セグメント・②VLANが揃っているので通信が通ります。

 

以上で、VLANの基礎(VLANの作成・I/Fへの設定)ができました。

 

【タスク】

復習として以下構成を作成してみていただき、①PC1とPC2間で疎通が取れること、②PC2とPC3間では疎通ができないことを確認して下さい。

 

f:id:bishamonten1028:20210920190429p:plain

【参考】

●VLANの作成

・SW1(config)#vlan x

 

●I/FへVLANの設定

・SW1(config)#interface gigabitehternet x/x/x

・SW1(config-if)#switchport mode access

・SW1(config)#switchport access vlan x

 

●VLANの確認コマンド

・SW1#show vlan

 

以上

≪次章「Step2 VLAN インターフェイス」に続く≫

CCNA実機ラボ#3:VLAN Configuration:はじめに

【はじめに】

 VLANは、仮想概念が入るので座学だけではイメージがつきにくいです。しかし慣れれば簡単です。そのためにも段階を踏んで、細かくVLANの動作を確認していきましょう。

 

【使用する機器】

・L3SW:Cisco892

・SW:Catalyst2960-S

 

【最終形態のイメージ】

f:id:bishamonten1028:20210920174949p:plain

 

【VLANをはじめる前に】

まずはVLANを使用せずに以下を構成します。

 

Cisco892を代用してPCとして扱います。その際、ルーティング機能を無効化し、デフォルトゲートウェイとして「192.168.1.254」を設定します。

 

f:id:bishamonten1028:20210920173937p:plain

 

●結線・ホスト名・IPアドレスの設定

●ルーティングの無効化:no ip routing

--------------------------------------------------------------------------------------------------

【PC1】

Router>

Router>en

Router#

Router#conf t

Router(config)#

Router(config)#hostname PC1

 

PC1(config)#no ip routing

PC1(config)#

 

PC1(config)#interface fastethernet 8

PC1(config-if)#ip address 192.168.1.1 255.255.255.0

PC1(config-if)#no shutdown

PC1(config-if)#exit

PC1(config)#

--------------------------------------------------------------------------------------------------

【PC2】

Router>

Router>en

Router#

Router#conf t

Router(config)#

Router(config)#hostname PC2

 

PC2(config)#no ip routing

PC2(config)#

 

PC2(config)#interface fastethernet 8

PC2(config-if)#ip address 192.168.1.2 255.255.255.0

PC2(config-if)#no shutdown

PC2(config-if)#exit

PC2(config)#

--------------------------------------------------------------------------------------------------

【PC3】

Router>

Router>en

Router#

Router#conf t

Router(config)#

Router(config)#hostname PC3

 

PC3(config)#no ip routing

PC3(config)#

 

PC3(config)#interface fastethernet 8

PC3(config-if)#ip address 192.168.1.3 255.255.255.0

PC3(config-if)#no shutdown

PC3(config-if)#exit

PC3(config)#

--------------------------------------------------------------------------------------------------

【SW1】

Switch>

Switch>en

Switch#

Switch#conf t

Switch(config)#

Switch(config)#hostname SW1

SW1(config)#

--------------------------------------------------------------------------------------------------

 

●PC1からPC2・PC3・R1へpingが通るかを確認

※通ります.!!!!

f:id:bishamonten1028:20210920174051p:plain



現時点ではVLANは一切登場していませんが、上記の構成を前提にVLANの挙動を見ていきましょう。

 

≪続く≫

 

 

 

 

 

 

 

CCNA実機ラボ#2:Dynamic Routing Configuration:構築Step4

●Step4

障害試験/正常性確認

 

Dynamic Routingの構築が一通り終わったので、

障害試験を行いましょう。Static Routingとは違う動きをしてくるので要注目です!

 

まずはR1からR3(192.168.2.2)へpingを打ってみたいのですが、Dynamic Routingでは最適経路は自動で計算・選択されるので、「192.168.2.2」へ行くためにどこを通っているかを確認します。そのためのコマンドがtracerouteです。

 

※今回の構成ではR3に対して①R2を経由するパターンと、②R4を経由するパターンの2通りがあります。

 

◆R1からR3(192.168.2.2)へtracerouteする。

----------------------------------------------------------------------------------------------

R1#

R1#traceroute 192.168.2.2

-----------------------------------------------------------------------------------------------

f:id:bishamonten1028:20210905213207p:plain

 

「192.168.2.2」へは「192.168.1.2」を経由していることがわかります。

f:id:bishamonten1028:20210905213356p:plain

 

 

ではR1のfe8に接続しているLANケーブルを抜いてみましょう。

f:id:bishamonten1028:20210905213802p:plain

 

f:id:bishamonten1028:20210904121830j:plain

 

すると以下のログがでます。

f:id:bishamonten1028:20210905214055p:plain

 

 

その上で、R3(192.168.2.2)に対してtracerouteを打ちましょう。

 

◆R1からR3(192.168.2.2)へtracerouteする。

※ケーブルを抜いてから20~30秒ほど待ってください。

----------------------------------------------------------------------------------------------

R1#

R1#traceroute 192.168.2.2

-----------------------------------------------------------------------------------------------

f:id:bishamonten1028:20210905214130p:plain

 

「192.168.4.1」→「192.168.3.1」を経由して「192.168.2.2」へ通信していることがわかります。

f:id:bishamonten1028:20210905215143p:plain

 

Static Routingでは宛先に対してnext-hopが固定になる特徴がありますが、Dynamic Routingの場合、再計算しなおして、迂回路があれば自動でnext-hopを変更するという柔軟性があります。

 

これこそDynamic Routingの特徴なのです。

 

では最後にpingを駄々流しにしている最中にケーブルを抜線し、どのような動作をするかを確認しましょう。ちなみにStatic Routingの時は完全に通信が止まりました。

 

◆先ほど抜いたR1のfe8にケーブルを戻してください。

※30~60秒ほどお待ちいただき、tracerouteで192.168.1.2を経由することを確認して下さい。

 

◆R1からR3(192.168.2.2)へ5000発pingを打ちます。

-----------------------------------------------------------------------------------------------

R1#ping
Protocol [ip]:
Target IP address: 192.168.2.2
Repeat count [5]: 5000
Datagram size [100]:
Timeout in seconds [2]:
Extended commands [n]:
Sweep range of sizes [n]:

-----------------------------------------------------------------------------------------------

f:id:bishamonten1028:20210905215624p:plain

 

pingが流れ始めました。

それではR1のfe8を抜きます。

 

f:id:bishamonten1028:20210904121830j:plain

 

すると、、、

f:id:bishamonten1028:20210905215722p:plain

すこし通信が止まりましたが、再びpingが通り始めました。

経路が切り替わった証拠です。

 

以上でDynamic Routingの障害試験/正常性試験ができました。

ラボ#2は完了です。

 

お疲れ様でした。

CCNA実機ラボ#2:Dynamic Routing Configuration:構築Step3

【構築手順】

●Step3

Dynamic Routingの設定

 

Static Routingでは「宛先のセグメント(destination)と経路(next-hop)を手動で登録する」一方、Dynamic Routingは「メンバーに対して自分が知っているセグメントをシェアする」という形で発想が少し違います。

 

まずはR1から見ていきましょう。

◆R1にてOSPFを起動しシェアするセグメントを登録する。

f:id:bishamonten1028:20210905105243p:plain



------------------------------------------------------------------------------------------

R1(config)#

R1(config)#router ospf 1

R1(config-router)#network 192.168.1.0 0.0.0.255 area 0

R1(config-router)#network 192.168.4.0 0.0.0.255 area 0

R1(config-router)#exit

R1(config)

------------------------------------------------------------------------------------------

 

設定が反映されていることを確認しましょう。

◆show running-configを叩く

※適宜、「ter len 0」 を入れる。

-----------------------------------------------------------------------------------------

R1#

R1#ter len 0

R1#show running-config

-----------------------------------------------------------------------------------------

f:id:bishamonten1028:20210905101316p:plain

 

 

◆show ip routeを打ち、現時点で登録されているセグメントを確認。

-----------------------------------------------------------------------------------------

R1#

R1#show ip route

-----------------------------------------------------------------------------------------

f:id:bishamonten1028:20210905102557p:plain

 

この時点では、まだ「192.168.1.0 /24」と「192.168.4.0 /24」しか登録されておらず変化はありません。なぜならR1以外にOSPFを起動しているルータが存在しておらず、何もシェアされていないからです。

 

次にR2を設定していきましょう。

◆show ip routeにて事前確認。

f:id:bishamonten1028:20210905103657p:plain


「192.168.1.0 /24」と「192.168.2.0 /24」が「C」にて登録されているのみ。。。

 

 

◆R2にてOSPFを起動しシェアするセグメントを登録する。

f:id:bishamonten1028:20210905105349p:plain

 

------------------------------------------------------------------------------------------

R2(config)

R2(config)#router ospf 1

R2(config-router)#network 192.168.1.0 0.0.0.255 area 0

R2(config-router)#network 192.168.2.0 0.0.0.255 area 0

R2(config-router)#exit

R2(config)

------------------------------------------------------------------------------------------

途中で以下のログが出るとOSPFが正常に起動しています。

f:id:bishamonten1028:20210905104250p:plain

 

◆show ip routeにて事後確認。

f:id:bishamonten1028:20210905104446p:plain

 

注目すべきは「O     192.168.4.0/24 [110/2] via 192.168.1.1, 00:01:49, GigabitEthernet0」の一行です。「O」はOSPFのことで、OSPFによって「192.168.4.0 /24」のセグメントが登録され、最適経路(next-hop)は「192.168.1.1」とあります。

 

R2において「192.168.4.0 /24」は直接接続していないセグメントですが、R1からうまくシェアされたことになります。

 

※R1にてshow ip routeを叩くと、「O」によって「192.168.2.0 /24」が登録されています。

 

この要領でR3とR4を設定してきましょう。

◆R3にてOSPFを起動しシェアするセグメントを登録する。

f:id:bishamonten1028:20210905105516p:plain

------------------------------------------------------------------------------------------

R3(config)#

R3(config)#router ospf 1

R3(config-router)#network 192.168.2.0 0.0.0.255 area 0

R3(config-router)#network 192.168.3.0 0.0.0.255 area 0

R3(config-router)#exit

R3(config)

------------------------------------------------------------------------------------------

※適宜、show running-config、show ip routeを確認して下さい。

 

 

◆R4にてOSPFを起動しシェアするセグメントを登録する。

f:id:bishamonten1028:20210905110155p:plain

------------------------------------------------------------------------------------------

R4(config)#

R4(config)#router ospf 1

R4(config-router)#network 192.168.3.0 0.0.0.255 area 0

R4(config-router)#network 192.168.4.0 0.0.0.255 area 0

R4(config-router)#exit

R4(config)

------------------------------------------------------------------------------------------

※適宜、show running-config、show ip routeを確認して下さい。

 

以上で、Dynamic Routingの設定が一通り完了しました。

最後にR1のルーティングテーブルを確認し、R3へpingを通してみましょう。

 

◆R1にてshow ip routeを叩く。

f:id:bishamonten1028:20210905111108p:plain

 

OSPFにて「192.168.2.0 /24」と192.168.3.0 /24」が登録されているのがわかります!

 

 

◆R1からR3(192.168.2.2, 192.168.3.1)へpingを打つ。

f:id:bishamonten1028:20210905111245p:plain

 

うまく通りました。

以上でラボ#2:Dynamic Routingの構築が完了しました。

※Step4:障害試験/正常性確認にてDynamic Routingの動作、特にStatic Routingとの違いを体感しましょう。。。

 

 

CCNA実機ラボ#2:Dynamic Routing Configuration:構築Step2

【構築手順】

●Step2

隣接しない機器=直接接続していないセグメント(192.168.x.0 /24)への疎通確認

 

Step1にて基本構成を構築しました。

状況確認をしましょう。

◆まずはR1からR2(192.168.1.2)へpingを打ちます。

f:id:bishamonten1028:20210901223613p:plain

 

f:id:bishamonten1028:20210903201451p:plain

これはしっかり通ります!!!!!

 

 

◆次にコンソールケーブルをR2に挿して、R2からR3(192.168.2.2)へpingします。

f:id:bishamonten1028:20210901224007p:plain

 

f:id:bishamonten1028:20210903201609p:plain

これも通ります!!!!!

 

 

◆R1からR3(192.168.2.2)へpingを打ってみましょう。

f:id:bishamonten1028:20210901224825p:plain

 

f:id:bishamonten1028:20210903201751p:plain

これは通りません.....

 

理由は#1にてご理解されているかもしれませんが、

現時点では、R1のルーティングテーブルに登録されているセグメントは、

直接接続しているセグメントのみ「192.168.1.0 /24, 192.168.4.0 /24」であり、

「192.168.2.0 /24」は登録されていないので、通信は破棄されてしまいます。

 

確認してみましょう。

 

◆R1のルーティングテーブルを確認!

------------------------------------------------------------

R1#show ip route

※登録されているセグメントが表記されます。

------------------------------------------------------------

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ラボ#1:Static Routingでは、宛先のセグメントと経路を手動で設定しましたが、Dynamic Routingでは、同一のプロトコル(RIP,OSPF,EIGRP)内で、すべてのセグメントをうまくシェアしたうえで、最適経路を導き出します。

 

以降、Dynamic Routingの設定を行います。

Step3に続く。