マルチプロトコル ラベル スイッチング（MPLS）の設定

マルチプロトコル ラベル スイッチング

このモジュールでは、マルチプロトコル ラベル スイッチング（MPLS）と、シスコのスイッチでの設定方法について説明します。

マルチプロトコル ラベル スイッチングの制約事項

  • MPLS フラグメンテーションはサポートされていません。

  • MPLS 最大伝送ユニット（MTU）はサポートされていません。

  • Cisco Catalyst 9500X シリーズ スイッチは、ローカルラベル割り当てで VRF ごとの MPLS ラベル割り当てモードのみをサポートします。これは、デフォルトのモードでもあります。ただし、Cisco Catalyst 9500X シリーズ スイッチは、プレフィックスごとのモードで動作するリモートピアと相互運用できます。

マルチプロトコル ラベル スイッチングに関する情報

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。

マルチプロトコル ラベル スイッチングの機能の説明

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、パケットは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。

  • 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

  • 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。

LDP 設定の詳細については、次にある「MPLS: LDP Configuration Guide」を参照してください。 http://www.cisco.com/c/en/us/td/docs/ios-xml/ios/mpls/config_library/xe-3s/mp-xe-3s-library.html


（注）  

ラベル エントリの規模は制限されているため（特に ECMP では）、LDP ラベル フィルタリングを有効にすることが推奨されます。LDP ラベルは、ルータのループバック インターフェイスなどのウェルノウン プレフィックスおよびグローバル ルーティング テーブルで到達可能にする必要があるプレフィックスにのみ割り当てるものとします。

MPLS レイヤ 3 VPN

MPLS VPN は、MPLS プロバイダーのコアネットワークによって相互接続されている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、LDP、および Cisco Express Forwarding（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、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。

  • 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。

  • 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。

MPLS QoS EXP の分類とマーキングの制約事項

  • 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。

  • 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）。

  • 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。

MPLS を介した LAN MACsec

Cisco IOS XE Dublin 17.11.1 リリース以降では、MACsec タグを使用して MPLS パケットを暗号化できます。Media Access Control Security（MACsec）プロトコルは 2 台の MACsec 対応デバイス間のパケットの認証と暗号化の IEEE 802.1AE 規格です。MACsec で MPLS を使用するには、MPLS と MACsec の両方を両方のデバイスで設定する必要があります。MPLS パケットがあるデバイスによって転送される場合、MPLS パケットは内部ペイロードとして処理され、MACsec タグで暗号化されます。この暗号化されたパケットは、他のデバイスに安全に転送されます。MACsec 暗号化は、サービス妨害、侵入、中間者攻撃、盗聴などのさまざまな攻撃からネットワークを保護します。他のデバイスは、MACsec タグ付き MPLS パケットを受信します。MACsec タグを復号し、MPLS パケットを転送します。

マルチプロトコル ラベル スイッチングの設定方法

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。

MPLS スイッチング用のスイッチの設定

シスコのスイッチで MPLS スイッチングを設定する前に、Cisco Express Forwarding（CEF）が有効になっていることを確認してください。


（注）  

ip unnumbered コマンドは MPLS 設定ではサポートされていません。

手順

  コマンドまたはアクション 目的

ステップ 1

enable

例:


Device> enable

特権 EXEC モードを有効にします。

プロンプトが表示されたらパスワードを入力します。

ステップ 2

configure terminal

例:


Device# configure terminal

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:


Device(config)# ip cef distributed

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:


Device(config)# mpls label range 16 4096

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:


Device(config)# mpls label protocol ldp

プラットフォームの Label Distribution Protocol を指定します。

MPLS 転送用のスイッチの設定

シスコのスイッチで MPLS 転送を設定する前に、IPv4 パケットの転送が有効になっていることを確認してください。


（注）  

ip unnumbered コマンドは MPLS 設定ではサポートされていません。

手順

  コマンドまたはアクション 目的

ステップ 1

enable

例:


Device> enable

特権 EXEC モードを有効にします。

プロンプトが表示されたらパスワードを入力します。

ステップ 2

configure terminal

例:


Device# configure terminal

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

interface type slot / subslot / port

例:


Device(config)# interface gigabitethernet 1/0/0
ギガビット イーサネット インターフェイスを指定し、インターフェイス コンフィギュレーション モードを開始します。スイッチ仮想インターフェイス（SVI）の場合の例を次に示します。 
Device(config)# interface vlan 1000

ステップ 4

mpls ip

例:


Device(config-if)# mpls ip

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。

ステップ 5

mpls label protocol ldp

例:


Device(config-if)# mpls label protocol ldp

インターフェイスの Label Distribution Protocol を指定します。

（注）  

 

MPLS LDP は、Virtual Routing and Forwarding（VRF）インターフェイスで有効にすることはできません。

ステップ 6

end

例:


Device(config-if)# end

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。

マルチプロトコル ラベル スイッチングの設定の確認方法

このセクションでは、MPLS のスイッチングと転送の設定に問題がないことを確認する方法について説明します。

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かどうかを確認するには、show ip cef summary コマンドを入力します。これにより次に示すような出力が生成されます。

手順

show ip cef summary

例:


Device# show ip cef summary

IPv4 CEF is enabled for distributed and running
VRF Default
 150 prefixes (149/1 fwd/non-fwd)
 Table id 0x0
 Database epoch:        4 (150 entries at this epoch)
Device#

MPLS 転送の構成の確認

MPLS 転送が正しく設定されているかどうかを確認するには、show mpls interfaces detail コマンドを入力します。これにより次に示すような出力が生成されます。


（注）  

MPLS MTU 値は、デフォルトではポートまたはスイッチの IP MTU 値と同等です。MPLS の MTU 設定はサポートされていません。

手順

ステップ 1

show mpls interfaces detail

例:


For physical (Gigabit Ethernet) interface:
Device# show mpls interfaces detail interface GigabitEthernet 1/0/0

        Type Unknown
        IP labeling enabled
        LSP Tunnel labeling not enabled
        IP FRR labeling not enabled
        BGP labeling not enabled
        MPLS not operational
        MTU = 1500

For Switch Virtual Interface (SVI):
Device# show mpls interfaces detail interface Vlan1000

        Type Unknown
        IP labeling enabled (ldp) :
          Interface config
        LSP Tunnel labeling not enabled
        IP FRR labeling not enabled
        BGP labeling not enabled
        MPLS operational
        MTU = 1500

ステップ 2

show running-config interface

例:


For physical (Gigabit Ethernet) interface:
Device# show running-config interface interface GigabitEthernet 1/0/0

Building configuration...


Current configuration : 307 bytes
!
interface TenGigabitEthernet1/0/0
no switchport
ip address xx.xx.x.x xxx.xxx.xxx.x
mpls ip
mpls label protocol ldp
end

For Switch Virtual Interface (SVI):
Device# show running-config interface interface Vlan1000

Building configuration...


Current configuration : 187 bytes
!
interface Vlan1000
ip address xx.xx.x.x xxx.xxx.xxx.x
mpls ip
mpls label protocol ldp
end

ステップ 3

show mpls forwarding

例:


For physical (Gigabit Ethernet) interface:
Device# show mpls forwarding-table 
Local      Outgoing   Prefix           Bytes Label   Outgoing   Next Hop    
Label      Label      or Tunnel Id     Switched      interface              
500        No Label   l2ckt(3)         0             Gi3/0/22   point2point 
501        No Label   l2ckt(1)         12310411816789 none       point2point 
502        No Label   l2ckt(2)         0             none       point2point 
503        566        15.15.15.15/32   0             Po5        192.1.1.2   
504        530        7.7.7.7/32       538728528     Po5        192.1.1.2   
505        573        6.6.6.10/32      0             Po5        192.1.1.2   
506        606        6.6.6.6/32       0             Po5        192.1.1.2   
507        explicit-n 1.1.1.1/32       0             Po5        192.1.1.2   
556        543        19.10.1.0/24     0             Po5        192.1.1.2   
567        568        20.1.1.0/24      0             Po5        192.1.1.2   
568        574        21.1.1.0/24      0             Po5        192.1.1.2   
574        No Label   213.1.1.0/24[V]  0             aggregate/vpn113 
575        No Label   213.1.2.0/24[V]  0             aggregate/vpn114 
576        No Label   213.1.3.0/24[V]  0             aggregate/vpn115 
577        No Label   213:1:1::/64     0             aggregate  
594        502        103.1.1.0/24     0             Po5        192.1.1.2   
595        509        31.1.1.0/24      0             Po5        192.1.1.2   
596        539        15.15.1.0/24     0             Po5        192.1.1.2   
597        550        14.14.1.0/24     0             Po5        192.1.1.2   
633        614        2.2.2.0/24       0             Po5        192.1.1.2   
634        577        90.90.90.90/32   873684        Po5        192.1.1.2   
635        608        154.1.1.0/24     0             Po5        192.1.1.2   
636        609        153.1.1.0/24     0             Po5        192.1.1.2   
Device# end

マルチプロトコル ラベル スイッチングに関するその他の参考資料

関連資料

関連項目

マニュアル タイトル

この章で使用するコマンドの完全な構文および使用方法の詳細。

『Command Reference (Catalyst 9500 Series Switches) 』の「マルチプロトコル ラベル スイッチング（MPLS）コマンド」の項を参照してください。

マルチプロトコル ラベル スイッチングの機能履歴

次の表に、このモジュールで説明する機能のリリースおよび関連情報を示します。

これらの機能は、特に明記されていない限り、導入されたリリース以降のすべてのリリースで使用できます。

リリース

機能

機能情報
Cisco IOS XE Everest 16.5.1a

マルチプロトコル ラベル スイッチング

マルチプロトコル ラベル スイッチングは、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。

Cisco IOS XE Cupertino 17.7.1

マルチプロトコル ラベル スイッチング

この機能は、C9500X-28C8D モデルに導入されました。
Cisco IOS XE Dublin 17.10.1b

マルチプロトコル ラベル スイッチング

 この機能は、C9500X-60L4D モデルに導入されました。

Cisco Feature Navigator を使用すると、プラットフォームおよびソフトウェアイメージのサポート情報を検索できます。Cisco Feature Navigator にアクセスするには、https://cfnng.cisco.com/ に進みます。