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Cisco

CCNA(200-301)
問題ID : 8205
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IEEE 802.1Qについて正しい記述はどれか(4つ選択)

正解

VLANカプセル化方式の1つ

フレームに4バイトのタグを挿入する

ネイティブVLANをサポートしている

Cisco社製のスイッチと他社製のスイッチを接続する場合でも使用可能

解説

IEEE 802.1Qは、フレームにVLANタグを付けるための規格です。
フレームにVLANタグを付けることにより、スイッチ同士やスイッチとルータ間で送受信するフレームがどのVLANに属しているかを識別できるようになります。

IEEE 802.1Qの主な特徴は以下の通りです。
・IEEE標準規格
・送信元MACアドレスとタイプの間にタグフィールド(4byte)を追加
・FCSを再計算
・ネイティブVLAN(VLANタグを付けないフレーム)をサポート

【図:通常のEthernetフレームとIEEE 802.1Qフレーム】


よって正解は
・VLANカプセル化方式の1つ
・フレームに4バイトのタグを挿入する
・ネイティブVLANをサポートしている
・Cisco社製のスイッチと他社製のスイッチを接続する場合でも使用可能
です。

その他の選択肢については、以下の通りです。
・Cisco独自の規格である
IEEE標準規格なので誤りです。
Cisco以外の製品もサポートしている規格なので、他社製のスイッチとトランク接続する際も使用可能です。

・FCSを追加する
FCSは追加せずに再計算するので誤りです。

・ネイティブVLANはリンクの両端で異なるVLANにしなければならない
ネイティブVLANはリンクの両端で異なるVLANにした場合、正しく通信できなくなるためリンクの両端でネイティブVLANを同じにする必要があります。

参考

【アクセスポートとトランクポート】
スイッチのポートは、どのVLANに対応しているかという観点で「アクセスポート」と「トランクポート」に分類されます。

・アクセスポート
1つのVLANに対応。エンドユーザーのPCを接続するポートなどに利用される。(デフォルトはVLAN1)

・トランクポート
複数のVLANに対応。スイッチ同士やスイッチとルータを接続(VLAN間通信の際に利用)するポートなどに利用される。
トランクリンクではIEEE 802.1Qを使用して、VLAN情報を識別します。

【図:アクセスポートとトランクポート】


【IEEE 802.1Q】
IEEE 802.1Qは、フレームにVLANタグを付けるための規格です。
フレームにVLANタグを付けることにより、スイッチ同士やスイッチとルータ間で送受信するフレームがどのVLANに属しているかを識別できるようになります。

IEEE 802.1Qの主な特徴は以下の通りです。
・IEEE標準規格
・送信元MACアドレスとタイプの間にタグフィールド(4byte)を追加
・FCSを再計算
・ネイティブVLAN(VLANタグを付けないフレーム)をサポート

【図:通常のEthernetフレームとIEEE 802.1Qフレーム】


【DTP】
DTP(Dynamic Trunking Protocol)は、スイッチとスイッチを接続したポートでネゴシエーションして、スイッチのポートを自動的にトランクポート、またはアクセスポートとして動作させるCisco独自のプロトコルです。

【コマンド構文:スイッチポートモード変更(DTPの設定)】
(config-if)#switchport mode {access | trunk | dynamic {auto | desirable}}


【スイッチポートモードの組み合わせ】


【コマンド構文:DTPの無効化】
(config-if)#switchport nonegotiate
対向のデバイスによってはDTPが正しく動作しないことがあります。(DTPをサポートしていないデバイスもあるため)
そのためトランクポートにする場合は、「switchport nonegotiate」でDTPを止めて「switchport mode trunk」で手動でトランクポートにすることが推奨されています。

【コマンド構文:VLANカプセル化方式の指定】
Switch(config-if)#switchport trunk encapsulation dot1q

【コマンド構文:トランクポートを通過できるVLANの変更】


【アクセスポートの設定例】
・Fa0/2をアクセスポートにして、VLAN20を割り当てる
Switch(config)#interface FastEthernet 0/2
Switch(config-if)#switchport mode access
Switch(config-if)#switchport access vlan 20

・Fa0/5をアクセスポートにして、VLAN30を割り当てる
Switch(config)#interface FastEthernet 0/5
Switch(config-if)#switchport mode access
Switch(config-if)#switchport access vlan 30

【トランクポートの設定例】
・Fa0/1のカプセル化方式を802.1Qにしてdynamic desirableモードにする
(対向とのネゴシエーションの結果トランクポートになる)
Switch(config)#interface FastEthernet 0/1
Switch(config-if)#switchport trunk encapsulation dot1q
Switch(config-if)#switchport mode dynamic desirable

・Fa0/6のカプセル化方式を802.1Qにしてトランクポートにする
Switch(config)#interface FastEthernet 0/6
Switch(config-if)#switchport trunk encapsulation dot1q
Switch(config-if)#switchport mode trunk

【アクセスポートとトランクポートの確認】
アクセスポートになっているのか、トランクポートになっているのかは「show vlan」「show interfaces trunk」「show interfaces status」「show interfaces switchport」などのコマンドで確認できます。
各コマンドの表示は以下のようになります。なお、いずれもFa0/1とFa0/6がトランクポートになっている場合の表示例です。

・show vlan
「Ports」の項目に表示されるポートがアクセスポート
「Ports」の項目に表示されないポートがトランクポート


・show interfaces trunk
「Port」の項目に表示されないポートがアクセスポート
「Port」の項目に表示されるポートがトランクポート


・show interfaces status
「VLAN」の項目がVLAN番号になっているポートがアクセスポート
「VLAN」の項目がtrunkとなっているポートがトランクポート


・show interfaces switchport
「Operational Mode」の項目がaccessとなっているポートがアクセスポート
「Operational Mode」の項目がtrunkとなっているポートがトランクポート


【ネイティブVLAN】
ネイティブVLANはIEEE 802.1Qでサポートしている機能です。
IEEE 802.1Qでは通常、フレームにタグを付けて送信しますがネイティブVLANにはタグを付けません。そのため、受信したフレームにタグが付いていない場合はネイティブVLANと判断できます。
これにより、IEEE 802.1Qに対応していない(タグを理解しない、タグ付け出来ない)デバイスとの互換性を持たせています。
ネイティブVLANは、スイッチを管理するトラフィック(CDPやSTPやDTPなど)の送受信で利用されます。

ネイティブVLANは「switchport trunk native vlan {VLAN番号}」コマンドで変更できます。変更していないデフォルトの状態ではVLAN1がネイティブVLANになっています。

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ネイティブVLANについて

公開日 2024/01/15

「IEEE 802.1QはネイティブVLANをサポートしている」
という表現は適切ではないのではないかと考えております。
事実、IEEE 802.1Qの本文にネイティブVLANという単語は登場しません。
ネイティブVLANと同様の仕様として、untagged setというものはIEEE 802.1Q内にあるため、正しくは、
「IEEE 802.1QはVLANタグなしのフレームの出力をサポートしている」
と表現するべきかと考えております。
この考え方は正しいのか、どなたかご回答いただけますでしょうか。

2024/01/16 15:43

「ネイティブVLANをサポートしている」という表現に対して私は別に問題はないと思いました。

この問題はIEEE 802.1Q中の記載内容について問われている訳ではないと思います。
「untagged set」より「ネイティブVLAN」の方がネットワーク用語としては広く知られてるのでわかりやすいのではないでしょうか。

トランク接続によるネイティブVLANの動作を考えてみます。
トランクポートの設定で「switchport trunk encapsulation dot1q」を使ってトランキングプロトコルをIEEE802.1Qにします。
このポートにタグ無しのフレームが流れた場合、それらのトラフィックはネイティブVLANとして認識されます。
当然、IEEE802.1Qを使用しているトランクポートではネイティブVLANがサポートされています。
ネイティブVLANがサポートされていなければタグ無しのフレームが適切に処理されなくなってしまいます。

ちなみにCiscoの公式ガイドブックには、IEEE802.1Qで規定されているタグ無しトラフィックの扱いについて以下のような記載がありました。

In the 802.1Q standard, any traffic that is transmitted or received on a trunk port without the 802.1Q VLAN tag is associated to the native VLAN.

(802.1Q規格では、トランクポートで送受信される802.1Q VLANタグがない任意のトラフィックは、ネイティブVLANに関連付けられます。)
この文からも「IEEE 802.1QはネイティブVLANをサポートしている」といっても問題なさそうだと感じました。


コメント

y yuki19980820

2024/01/16 22:55

ご回答いただきありがとうございます。 納得しました。 本件はクローズとさせていただきます。

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