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LAN スイッチを使用してネットワークの速度を向上させる方法

ネットワークでのトラフィック負荷が増大している場合、どうすれば輻輳を回避し、コリジョンを減らして、ネットワークの速度を向上させることができますか。スイッチングを使用します。

 

「ネットワークスイッチは車のタイヤのようなものです。ドライバーは問題が起きるまでタイヤのありがたみなど感じません」と ITPointe 社社長 Gabriel Ruiz 氏は言います。「タイヤに頼りきっている人は皆、痛い目を見ることになります」。

ビデオなどの帯域幅集中型アプリケーション、ユーザデバイスの増加、クラウド上のサーバやストレージに送信されるパケットの増加により、増大し続けるネットワークトラフィックに対処する上で、効果的なスイッチングは不可欠です。

「クラウドサービスを使い始めたときに、インターネットに送り出すトラフィックが以前と比べて 50% 増えていることに気づいたとしても、驚くべきではありません」と Ash Creek Enterprises 社社長 Mark Calzone 氏は言います。「ネットワークインフラストラクチャの準備を整えておかなければなりません」。

中小企業は、LAN スイッチングを使用して、ユーザが必要とする速度と可用性を維持できます。この記事では、LAN スイッチングを活用する 5 つの方法について扱います。この作業を毎日行っているシスコ認定パートナー 2 社のエキスパートが説明します。

Cisco Premier Certified Partner である ITPointe 社は、ユニファイド コミュニケーション、ビデオ会議、仮想化などのネットワークソリューションを提供しており、高度な実地エンジニアリングの専門知識、納期と予算の範囲内で提供されるソリューション、手厚いサポートを重視しています。

社は、ネットワークおよびサーバの統合を専門分野としており、ビジネス上のベストプラクティスに重点をおいた継続的なサービスと長期的なコンサルタント関係により、IT スタッフが技術をプロアクティブに利用できるよう支援しています。

ネットワーク速度を向上させるためのステップバイステップガイド

1. VLAN を使用したネットワークの論理的なセグメント化

従来のフラットネットワーク(すべてのトラフィックを単一のブロードキャストドメインに配信する)では、スイッチリンクの過負荷が生じやすくなります。代わりに、トラフィックを配信すべき場所のみに必要な速度で送るように、スイッチの VLAN 機能を適用します。

「コリジョンは避けられません」と Ash Creek 社の技術営業部長 Joe Cichowski 氏は言います。「各セグメントでのコリジョン率を 10% 未満にすることを目指します」。

さまざまなレイヤ 2 およびレイヤ 3 VLAN タイプを使用して、トラフィックをセグメント化することができます。多くの中小企業向け Cisco スイッチは、次のタイプの VLAN すべてを提供します。

  • プロトコル:IP 音声または IP ビデオトラフィック専用の VLAN など
  • デバイス:サーバやプリンタのようなワイヤレスクライアント、または建物のフロアに設置されたすべての機器の VLAN など
  • ポート:部署のようなユーザグループ用の VLAN など
  • ゲスト:MAC アドレス、非認証トラフィック
  • ダイナミック VLAN 割り当て:エンドデバイスの送信元 MAC アドレスを使用してスイッチポートを VLAN に割り当てる
  • マルチキャスト VLAN レジストレーション(MVR):ユーザの他の VLAN を維持しつつ、マルチキャストトラフィックを専用の VLAN に統合Internet Group Management Protocol(IGMP)スヌーピング:特定のトラフィックを必要とするデバイスのみにそのトラフィックを限定

2. 必要なキャパシティの準備

セグメント、アプリケーション、ユーザが必要とする処理能力と帯域幅を導入します。遅延、輻輳、コリジョンを軽減するため、次のようなスイッチキャパシティ機能を適用します。

  • 高速エンジン:ノンブロッキング ワイヤスピード シリコン チップ。ワイヤスピードでトラフィックを転送するスイッチ。コストが増える場合があるとはいえ「古い車と新しい車を比べて感じるようなパフォーマンスの差があります」と Cichowski 氏は言います。たとえば、Miercom 社の実施したテストにより、Cisco スイッチ(すべてノンブロッキングチップを使用)がパケット損失ゼロで転送できることが明らかになりました。
  • Link Aggregation Control Protocol(LACP)。この標準的な標準機能により、トランキングポートで使用可能な帯域幅が拡張されます。「4 つのポートで LACP を使用して 4 つのトラフィックレーンを動的に追加しても、速度が 4 倍になるわけではありません」と Ruiz 氏は言います。
  • LAN ポートおよびアップリンクでのギガビット帯域幅。「リンク速度が 10/100 Mbps から 1 Gbps になるまでには長い時間がかかりましたが、中小企業は現在、10 Gbps の実現に向かって急速に歩みを進めており、遠からずそれ以上の速度に到達するでしょう」と Calzone 氏は言います。「5 年間のライフサイクルを計画し、毎年自社のインフラストラクチャを見直して、CapEx を調整するようお勧めします」。
  • スイッチをスタックします。「可能であれば、スイッチをスタックして、スループットを拡大し、単一の IP アドレスを持つデバイスとしてスイッチを運用してください」と Ruiz 氏は言います。「Cisco Catalyst 3750-X シリーズ スイッチのスタックのスループットは、最大 64 Gbps です」。

3. VLAN 間でのワイヤスピードルーティングの適用

VLAN 間ルーティングは、複数の VLAN を使用するすべてのユーザまたはサーバにとって必要です。

「VLAN 間トラフィックのルーティングには、ルータソフトウェアではなくスイッチを使ってください」と Ruiz 氏は言います。スイッチのハードウェアは、ワイヤスピードでルーティングを実行できます。さらに、ルータのオフロードにより、WAN 接続やファイアウォール機能の処理が改善され、ネットワーク全般のパフォーマンスが向上します。

「スイッチで静的 IP ルーティング機能と動的 IP ルーティング機能の両方を必ず利用してください」と Cichowski 氏は言います。

4. アプリケーションの優先順位付けとトラフィックシェーピングの適用

「帯域幅へのアクセスを調整することにより、帯域幅を最大限活用してください」と Cichowski 氏は言います。

トラフィックの重要性とジッターおよび遅延への感応性に基づいてパフォーマンスパラメータを設定するには、次のスイッチ機能を使用します。また、接続されたデバイスのうち、該当する機能をサポートしているものを確認します。

  • 802.1p/q タグ(レイヤ 2 スイッチング機能)によるアプリケーションの優先順位付け
  • IP ヘッダーによるアプリケーションの優先順位付け(Differentiated Services Code Point(DSCP)/タイプオブサービス(ToS)、レイヤ 3 スイッチング機能)
  • 帯域幅スロットリングやレート制限などの基準を使用した、遅延パケットへのトラフィックのシェーピング

5. エンドポイントパラメータの設定(自動設定を推奨)

最適なパフォーマンスが得られるように、ストーム制御、許可されるデバイスの数、Quality of Service(QoS)、VLAN などのパラメータを使用して、スイッチのエンドポイントポートを設定します。

「スマートポート」搭載のスイッチは、新しいデバイスを検知し、マクロを使用して多数のポートパラメータを適切に設定します。「IP フォンなどのデバイスに自動 QoS 設定を適用すると、速度設定が容易になり、デフォルト設定をいつでも調整できるようになります」と Ruiz 氏は言います。

「Cisco スイッチは、私が『ネットワークデバイスの Facebook』と呼んでいる Cisco Discovery Protocol を使用してエンドポイントを接続できます」と Cichowski 氏は言います。「Cisco デバイスを認識し、最適なパフォーマンスを実現する接続、迅速な問題解決、効率的なネットワーク管理に関連したデータを取得します」。

スイッチングの統合による費用の削減

これら 5 つのヒントを、Simple Network Management Protocol(SNMP)などのモニタリングおよび管理ツール、または動的な Address Resolution Protocol(ARP)検査、IP ソースガード、Dynamic Host Configuration Protocol(DHCP)スヌーピングといった攻撃を阻止するためのスイッチセキュリティ機能と組み合わせて適用することにより、卓越したネットワークパフォーマンスを実現できます。加えて会社のコスト削減にも役立ちます。たとえば、ある世界的ディストリビュータは、すべての新しいスイッチが自社の新しいユニファイド コミュニケーション システムをサポートするように資金を投入しました。「ところが、スイッチはフラットネットワークに設置されており、管理機能を備えていませんでした」と Ruiz 氏は言います。「この会社が ITPointe 社と契約した頃には、電話システムとネットワークがダウンしていました。すべての新しいスイッチを交換しなければなりませんでした」。

Ash Creek 社は、従業員 200 人のメーカーのスイッチをアップグレードしました。このアップグレードにより、ネットワーク遅延が原因で生じる生産ラインのシャットダウンによって失われていた数十万ドルの資金を節約することができました。

ファーストレーンへの移行

ネットワークの速度を上げる必要がある場合、シスコ認定パートナーは、ネットワークのアセスメントおよび設計、ソリューションの見積りと導入、オンサイトサポートやマネージドサービスを含む、機敏なスイッチングおよびインフラストラクチャの移行をお手伝いします。

詳細は以下をご確認ください。

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