シスコ スイッチでのマルチプロトコル ラベル スイッチング（MPLS）
このドキュメントでは、シスコ スイッチ上でマルチプロトコル ラベル スイッチング（MPLS）機能の設定とモニタリングを行うためのコマンドについて説明します。
機能情報の確認
ご使用のソフトウェア リリースでは、このモジュールで説明されるすべての機能がサポートされているとは限りません。最新の機能情報および警告については、使用するプラットフォームおよびソフトウェア リリースの Bug Search Tool およびリリース ノートを参照してください。このモジュールに記載されている機能の詳細を検索し、各機能がサポートされているリリースのリストを確認する場合は、このモジュールの最後にある機能情報の表を参照してください。
プラットフォームのサポートおよびシスコ ソフトウェア イメージのサポートに関する情報を検索するには、Cisco Feature Navigator を使用します。Cisco Feature Navigator には、http://www.cisco.com/go/cfn からアクセスします。Cisco.com のアカウントは必要ありません。
MPLS に関する情報
MPLS の概要
マルチプロトコル ラベル スイッチング（MPLS）は、レイヤ 3（ネットワーク層）ルーティングの実績のある拡張性とレイヤ 2（データ リンク層）スイッチングのパフォーマンスおよび機能を組み合わせたものです。MPLS により、既存のネットワーク インフラストラクチャを犠牲にすることなく、サービスを差別化する機会を提供しながら、ネットワーク使用率の急激な増加の課題に対処できるようになります。MPLS アーキテクチャは柔軟性があり、レイヤ 2 テクノロジーを任意に組み合わせて使用することができます。MPLS のサポートは、すべてのレイヤ 3 プロトコルに対して提供され、今日のネットワークで一般的に提供されているものよりもはるかに優れたスケーリングが可能です。
MPLS の機能の説明
ラベル スイッチングは、高性能のパケット転送テクノロジーであり、データリンク層（レイヤ 2）スイッチングのパフォーマンスおよびトラフィック管理機能と、ネットワーク層（レイヤ 3）ルーティングの拡張性、柔軟性、およびパフォーマンスが統合されています。
ラベル スイッチング機能
従来のレイヤ 3 転送メカニズムでは、パケットがネットワークを通過するとき、各スイッチがパケットの転送に関連するすべての情報をレイヤ 3 ヘッダーから抽出します。この情報をルーティング テーブル検索のインデックスとして使用して、パケットのネクスト ホップを決定します。
最も一般的なケースでは、ヘッダーで唯一該当するフィールドは宛先アドレス フィールドですが、場合によっては、他のヘッダー フィールドが該当する場合もあります。その結果、ヘッダーの分析はパケットが通過する各スイッチで個別に実行する必要があります。また、各スイッチで複雑なテーブル検索も行う必要があります。
ラベル スイッチングでは、レイヤ 3 ヘッダーの分析が一度だけ実行されます。その後、レイヤ 3 ヘッダーは、ラベルという固定長の非構造化値にマップされます。
複数の異なるヘッダーで常に同じネクスト ホップが選択される場合は、これらのヘッダーを同じラベルにマッピングできます。実際、ラベルは転送等価クラス（つまり、パケットがそれぞれ別のものである可能性はあるが、転送機能によって識別不能な一連のパケット）を表します。
最初のラベル選択は、レイヤ 3 パケット ヘッダーの内容だけに基づいている必要はありません。たとえば、後続ホップでの転送判断はルーティング ポリシーに基づくこともあります。
ラベルを割り当てると、短いラベル ヘッダーがレイヤ 3 パケットの前に追加されます。このヘッダーは、パケットの一部としてネットワークを介して伝送されます。ネットワーク内の各 MPLS スイッチを介する後続ホップでは、ラベルはスワップされ、パケット ヘッダーで伝送されるラベルの MPLS 転送テーブル検索を使用して転送が判断されます。そのため、ネットワークを介したパケットの送信中にパケット ヘッダーを再評価する必要はありません。ラベルは構造化されていない固定長の値であるため、MPLS 転送テーブル検索プロセスは簡単かつ高速です。
ラベル バインディングの配布
ネットワーク内の各ラベル スイッチング ルータ（LSR）は、転送同等クラスを表すためにどのラベル値を使用するかについて独立したローカルな決定を行います。このアソシエーションは、ラベル バインディングと呼ばれます。各 LSR は、自身が行ったラベル バインディングをネイバーに通知します。このようにネイバー スイッチにラベル バインディングを認識させる処理は、次のプロトコルによって促進されます。
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ラベル配布プロトコル（LDP）：MPLS ネットワーク内のピア LSR は、MPLS ネットワークでのホップバイホップ転送をサポートするためのラベル バインディング情報を交換できます
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Border Gateway Protocol（BGP）：MPLS バーチャル プライベート ネットワーク（VPN）をサポートするために使用
ラベル付きパケットが LSR A からネイバー LSR B に送信されている場合、単一の IP パケットによって伝送されるラベル値は、パケットの転送等価クラスを表すために LSR B によって割り当てられたラベル値です。このため、IP パケットがネットワークを通過するにつれて、ラベル値は変更されます。
MPLS の設定方法
このセクションでは、MPLS スイッチングと転送用にスイッチを準備するために必要な基本設定を行う方法について説明します。
他の MPLS アプリケーション用の設定タスクは、アプリケーションの機能モジュールのドキュメントで説明されています。
MPLS スイッチング用のスイッチの設定
シスコ スイッチ上の MPLS スイッチングでは、Cisco Express Forwarding がイネーブルである必要があります。
Cisco Express Forwarding コマンドの詳細については、『Cisco IOS Switching Command Reference』を参照してください。
手順
| コマンドまたはアクション | 目的 | |
|---|---|---|
| ステップ 1 |
enable 例: |
特権 EXEC モードをイネーブルにします。
|
| ステップ 2 |
configure terminal 例: |
グローバル コンフィギュレーション モードを開始します。 |
| ステップ 3 |
ip cef distributed 例: |
スイッチでシスコ エクスプレス フォワーディングをイネーブルにします。 |
| ステップ 4 |
mpls label range minimum-value maximum-value 例: |
パケット インターフェイス上で MPLS アプリケーションで使用可能なローカル ラベルの範囲を設定します。 |
| ステップ 5 |
mpls label protocol ldp 例: |
プラットフォームの Label Distribution Protocol を指定します。 |
MPLS スイッチングの構成の確認
Cisco Express Forwarding が正しく設定されていることを確認するには、show ip cef summary コマンドを発行します。次に示すような出力が生成されます。
手順
|
show ip cef summary 例: |
MPLS 転送用のスイッチの設定
シスコ スイッチ上の MPLS 転送では、IPv4 パケットの転送がイネーブルになっている必要があります。
手順
| コマンドまたはアクション | 目的 | |||
|---|---|---|---|---|
| ステップ 1 |
enable 例: |
特権 EXEC モードをイネーブルにします。
|
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| ステップ 2 |
configure terminal 例: |
グローバル コンフィギュレーション モードを開始します。 |
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| ステップ 3 |
interface type slot / subslot / port 例: |
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| ステップ 4 |
mpls ip 例: |
ルーテッド物理インターフェイス（ギガビット イーサネット）、スイッチ仮想インターフェイス（SVI）、またはポート チャネルに沿った IPv4 パケットの MPLS 転送を有効にします。 |
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| ステップ 5 |
mpls label protocol ldp 例: |
インターフェイスの Label Distribution Protocol を指定します。
|
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| ステップ 6 |
end 例: |
インターフェイス コンフィギュレーション モードを終了し、特権 EXEC モードに戻ります。 |
MPLS 転送の構成の確認
MPLS 転送が正しく設定されていることを確認するには、show mpls interfaces detail コマンドを発行します。次に示すような出力が生成されます。
手順
| ステップ 1 |
show mpls interfaces detail 例: |
| ステップ 2 |
show running-config interface 例: |
MPLS レイヤ 3 VPN
マルチプロトコル ラベル スイッチング（MPLS）バーチャル プライベート ネットワーク（VPN）は、MPLS プロバイダー コア ネットワークによって相互接続された一連のサイトで構成されます。各カスタマー サイトでは、1 つ以上のカスタマー エッジ（CE）ルータが、1 つ以上のプロバイダー エッジ（PE）ルータに接続されます。
MPLS レイヤ 3 VPN を設定する前に、MPLS、ラベル配布プロトコル（LDP）、およびシスコ エクスプレス フォワーディング（CEF）が、ネットワークにインストールされている必要があります。PE ルータを含む、コア内のすべてのルータは、CEF および MPLS 転送をサポートできる必要があります。
MPLS QoS EXP の分類とマーキング
QoS EXP Matching 機能を使用すれば、IP パケットのマルチプロトコル ラベル スイッチング（MPLS）Experimental ビット（EXP ビット）フィールドを変更して、ネットワーク トラフィックを分類してマーキングすることができます。
QoS EXP Matching 機能を使用すれば、MPLS パケットの MPLS EXP フィールドに値を設定することによってネットワーク トラフィックを整理できます。MPLS EXP フィールドで異なった値を選択することにより、輻輳時にパケットが必要なプライオリティを持つようパケットをマーキングすることができます。MPLS EXP 値の設定によって次のことが可能になります。
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トラフィックの分類：分類プロセスでマーキングするトラフィックが選択されます。分類は、トラフィックを複数の優先順位レベル、つまり、サービス クラスに分割することによりこのプロセスを実施します。トラフィック分類は、クラス ベースの QoS プロビジョニングのプライマリ コンポーネントです。
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トラフィックのポリシングとマーキング：ポリシングでは、設定されたレートを上回るトラフィックが廃棄されるか、別のドロップ レベルにマーキングされます。トラフィックのマーキングは、パケット フローを特定してそれらを区別する方法です。パケット マーキングを利用すれば、ネットワークを複数の優先プライオリティ レベルまたはサービス クラスに分割することができます。
注意事項
次に注意事項を示します。
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均一モードとパイプ モードのみがサポートされます。ショートパイプ モードはサポートされません。
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サポートされる QoS グループ値の範囲は 0 ～ 30 です。（合計 31 の QoS グループ）。
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QoS ポリシーを使用した EXP マーキングは外部ラベルでのみサポートされます。内部の EXP マーキングはサポートされません。
用語集
BGP ：Border Gateway Protocol（ボーダー ゲートウェイ プロトコル）。IP ネットワークで主に使用されるドメイン間ルーティング プロトコルです。
Border Gateway Protocol ：BGP を参照。
FIB ：Forwarding Information Base（転送情報ベース）。IP ルーティング テーブル内の転送情報のコピーを格納したテーブルです。
Forwarding Information Base ：FIB を参照。
label ：データ（パケットまたはセル）の転送方法をスイッチング ノードに指示する短い固定長の識別子。
label binding ：ラベルと一連のパケット間のアソシエーション。これは、ラベル スイッチド パスを設定できるようにネイバーにアドバタイズできます。
Label Distribution Protocol ：LDP を参照。
Label Forwarding Information Base ：LFIB を参照。
label imposition ：最初のラベルをパケットに追加する動作。
label switching router ：LSR を参照。
LDP ：Label Distribution Protocol（ラベル配布プロトコル）。ラベルとネットワーク プレフィックスの間のバインディングを配布することによって、MPLS ホップバイホップ転送をサポートするプロトコル。
LFIB ：Label Forwarding Information Base（ラベル転送情報ベース）。宛先および着信ラベルが発信インターフェイスおよびラベルに関連付けられているデータ構造。
MPLS ：Multiprotocol Label Switching（マルチプロトコル ラベル スイッチング）。ラベル スイッチングの基礎となる業界標準。
MPLS hop-by-hop forwarding ：MPLS 転送メカニズムを使用した通常のルーティッド パスによるパケットの転送。
Multiprotocol Label Switching ：MPLS を参照。
RIB ：Routing Information Base（ルーティング情報ベース）。ルータで動作するすべてのルーティング プロトコルを格納した共通データベース。
Routing Information Base ：RIB を参照。
Virtual Private Network ：VPN を参照。
VPN ：Virtual Private Network（仮想プライベート ネットワーク）。トンネリングを使用することにより、パブリック TCP/IP ネットワーク経由でも IP トラフィックをセキュアに転送できるネットワーク。
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