水平スタック構成の設定

このドキュメントでは、IE 5000 スイッチで水平スタック構成を設定する方法について説明します。

水平スタック構成について

水平スタック構成(長距離スタック構成とも呼ばれます)を使用すると、離れた場所(最大で数 km)にある 2 ~ 4 台の IE 5000 スイッチ間でのスタックが可能になります。水平スタック構成は、IE5000 の前面にある 2 つの TenGigabit イーサネットポートを特別なスタックポートに変換することで動作します。特別なスタックポートは、スイッチを相互接続して、スタックの通信バックボーンを形成します。スイッチは、複数のセル/エリアゾーンの場所や、お客様の環境における複数のビルディングにわたってもスタックできます。水平スタック構成は、産業用イーサネットネットワークでの復元力と最適なコンバージェンスを提供します。

1 つのスタックでは、すべてのスイッチが単一の IP アドレスをもつ単一の論理スイッチとして表示されます。スタック構成の利点としては、スタンドアロンデバイスの数が少なくなることによる管理の容易さ、ポート密度の増加、冗長性の向上、必要に応じてデバイスを追加できる柔軟性が挙げられます。すべての物理スイッチ上の管理可能なすべてのエンティティ(イーサネットインターフェイスや VLAN など)は、論理スイッチから設定および管理できます。レイヤ 2 ネットワークでは、論理スイッチは単一のスパニング ツリー エンティティとして表示されます。

水平スタック構成は、IE 5000 スイッチモデル IE-5000-12S12P-10G でサポートされています。このスイッチに 4 つある 10 ギガビット イーサネット アップリンク ポートのうちの 1 つまたは 2 つを、別の場所にある別の IE-5000-12S12P-10G スイッチに接続して、スタックを形成できます。コマンド ライン インターフェイス(CLI)を使用して、10 G アップリンクポートをスタックポートとして設定します。2 つのスタックポートが設定されている場合、スタックの物理メンバはリングを形成し、スタックの各メンバに対して組み込み冗長データパスを提供します。

次の図は、製造ネットワーク内の複数のセル/エリアゾーンを接続する、スタック構成の IE 5000 スイッチの例を示しています。この例は、考えられるすべての接続を示しているわけではありません。

どの 2 つのスタックメンバ間にも 2 つの物理パスがある(図では緑色のケーブルで表されている)ため、データパスの冗長性がスタック構成アーキテクチャに組み込まれています。スタック構成により、物理スイッチとアップリンクの両方に冗長性がもたらされることで、イーサネットスイッチの可用性が向上します。異なる物理スイッチがアップストリーム ネットワークに接続しているため、1 つのスイッチまたは 1 つのアップリンク インターフェイスが失われても、ネットワークへの接続が妨げられることはありません。論理スイッチには複数のアップリンクがあるため、少なくとも 1 つのアップリンクがアクティブなままであり、それにより論理スイッチはネットワーク接続が確立されたままとなります。

スタック動作

論理スイッチでは、単一の物理スイッチがスタックマスターとして機能します。スタックマスターがスイッチスタックの動作を制御し、スタック全体の単一管理点になります。スタックマスターから、次のものを設定します。

  • すべてのスタックメンバに適用されるシステムレベル(グローバル)の機能

  • スタックメンバごとのインターフェイスレベルの機能

スタックマスターには、スイッチスタックの保存済みの実行コンフィギュレーション ファイルが格納されています。コンフィギュレーション ファイルには、スイッチスタックのシステムレベルの設定と、スタックメンバごとのインターフェイスレベルの設定が含まれます。各スタックメンバは、バックアップ目的で、これらのファイルの現在のコピーを保持します。

スタックマスターは、自身を含むすべての物理スイッチを管理します。マスターに障害が発生すると、選択プロセスを経て別のメンバが自動的にスタックマスターになります。スタックの設定は、単一のスイッチ障害、またはすべてのスタックメンバのリブートによって保持されます。水平スタック構成は、すべての物理スイッチが、動作しているマスターをバックアップすることで、スタックマスターに 1:N の冗長性をもたらします。

展開オプション

水平スタック構成は、デフォルトでは、< slot >/< port number > 形式で設定されたスイッチの TenGigabit インターフェイスを使用して無効になっています。インターフェイスは通常のアップリンクポートとして動作します。水平スタック構成を有効にするには、これらの使用可能ないずれかのアップリンクポートを水平スタック構成に変更して、接続された両端が同じスタックポート番号で設定されるようにし、スイッチをリロードする必要があります。

水平スタック構成を有効にするには、次の 2 つの方法があります。

  • ポートを接続して、水平スタック構成を有効にします。

    ポートを接続して、水平スタック構成を有効にする(アップリンクポートを水平スタック構成ポートに変換する)と、スイッチのリロード後にスタックが形成されます。この方法を使用すると、必要な数のスイッチ(最大 4 台)のスタックが一度に起動します。

  • 水平スタック構成を有効にしてから、ポートを接続します。

    ポート密度の増加が緩慢であると予想される場合は、1 つのスイッチ(スイッチ 1 など)を(アップリンクポートを水平スタック構成ポートに変更することで)水平スタック構成について有効にし、スタックポートを接続することなくスイッチをリロードできます。リロード後、スイッチは自身をマスターと見なし、1 つのメンバ(自身)のみをもつスタックとして動作します。

    ポート密度を増やすには、次のようにして別のメンバ(スイッチ 2 など)をスタックに追加できます。

    • スイッチ 2 の水平スタック構成ポートを有効にし、それらのポートをスイッチ 1 の水平スタック構成対応ポートに接続します。

    • スイッチ 2 の設定をスイッチ 1 にプロビジョニングします。

    • スイッチ 2 をリロードします。ブートアッププロセス中に、スイッチ 2 はスイッチ 1 をマスターとして検出し、プロビジョニングされた設定を使用してスタックのメンバになります(スイッチ 1 がマスターです。これは、アップタイムが最長のスイッチがマスター選択プロセス中にマスターになるためです)。

    この方法によって、ネットワークを中断することなく、必要に応じてさらに多くのスイッチをスタックに追加できます。

スタックモードでの機能サポート

このセクションでは、水平スタック機能のサポートについて説明します。サポートされていない機能については、注意事項と制約事項 を参照してください。

水平スタック構成機能

水平スタックの機能は次のとおりです。

  • 最大 4 台のスイッチのスタック

  • 10 Gbps のスタックリンク容量

  • スタックコンバージェンスとフェールオーバー

  • ソフトウェアベースのスタックリンク障害検出

  • 設定および管理用のスタック CLI

  • マスタースイッチおよびスレーブスイッチ用 SD カードのサポート

レイヤ 2 の機能

スタックモードでは次のレイヤ 2 機能がサポートされています。

  • リンクステータスの検出、速度、デュプレックス

  • レイヤ 2 の学習と転送

  • STP、MSTP、RSTP、BPDU ガード

  • VLAN、VTP、DTP、VLAN テーブル

  • CDP、LLDP

  • UDLD

  • LACP および PAgP

  • スタティック EtherChannel

  • Flex Link

  • IGMP スヌーピング

  • ARP

  • REP リングコンバージェンス

  • Ethernet OAM と CFM

  • MACsec

レイヤ 3 の機能

  • ARP

  • スタティックルート

  • ダイナミック ルーティング プロトコル:ボーダー ゲートウェイ プロトコル(BGP)、Protocol Independent Multicast(PIM)、Virtual Route Forwarding(VRF)、Open Shortest Path First(OSPF)、ポリシーベース ルーティング(PBR)、および Enhanced Interior Gateway Routing Protocol(EIGRP)

  • レイヤ 3 ホストの設定

  • HSRP および VRRP

Power over Ethernet(PoE)

PoE はスタックモードでサポートされています。

トラフィック タイプ

スタックモードでは次のタイプのトラフィックがサポートされています。

  • レイヤ 2 ユニキャスト

  • レイヤ 2 マルチキャストおよびブロードキャスト

  • レイヤ 3 ユニキャスト

  • レイヤ 3 マルチキャストおよびブロードキャスト

クロススタック EtherChannel

2 つの物理スイッチにわたって EtherChannel を作成できます。デバイスがスタックされると、スタックは 1 つの論理エンティティになります。スタックを設定した後は、特別な設定は必要ありません。各ポートを同じポートチャネルグループに設定するだけです。シスコでは、この設定をクロススタック EtherChannel と呼びます。クロススタック Etherchannel を使用すると、最大 4 つのデバイスをスタックし、スタック内で最大 48 のポートチャネルを設定して、より大きなネットワーク容量を提供できます。

Port Aggregation Protocol(PAgP)は、シングルスイッチ EtherChannel 設定でのみ使用できることに注意してください。IE 5000 でのクロススタック Etherchannel には Link Aggregation Control Protocol(LACP)を使用します。PAgP はクロススタック EtherChannel でイネーブルにできません。PAgP により、スタックにある単一スイッチで設定が類似しているポートが、単一の論理リンクに動的にグループ化されます。

次のネットワーク構成図では、スタック A とスタック B の 2 つのネットワークスタックがあります。スタック A には 3 つのスイッチメンバがあり、スタック B には 1 つのスイッチメンバのみがあります。EtherChannel は、スタック A のスイッチ 1 の 2 つのポートとスイッチ 3 の 1 つのポートで形成されています。これらのポートは、スタック B の 3 つのポートに接続しています。この図は、Link Aggregation Control Protocol(LACP)での 1 つのポートチャネルの設定を示しています。LACP には、Etherchannel を設定するための 2 つのモード(アクティブとパッシブ)が用意されています。

図 1. クロススタック EtherChannel - LACP

LACP モードが異なっていても、モード間で互換性がある限り、ポートは EtherChannel を形成できます。次に例を示します。

  • アクティブモードのポートは、アクティブモードまたはパッシブモードの別のポートとともに EtherChannel を形成できます。

  • パッシブモードのポートは、パッシブモードの別のポートと EtherChannel を形成できません(どちらのポートも LACP ネゴシエーションを開始しないため)。

次のネットワーク構成図では、スタック A とスタック B の 2 つのネットワークスタックがあります。スタック A には 3 つのスイッチメンバがあり、スタック B には 1 つのスイッチメンバのみがあります。EtherChannel は、スイッチ 1 の 2 つのポートで形成されています。これらのポートは、スタック B の 2 つのポートに接続しています。次の図は、PAgP での 1 つのポートチャネルの設定を示しています。PAgP を有効にする場合、チャネル内のすべてのポートが、スタックの同じデバイスに属している必要があります。PAgP には、Etherchannel を設定するための 2 つのモード(Auto と Desirable)が用意されています。

図 2. 単一スイッチ EtherChannel - PAgP

PAgP モードが異なっていても、モード間で互換性がある限り、ポートは EtherChannel を形成できます。次に例を示します。

  • Desirable モードのポートは、Desirable または Auto モードの別のポートと EtherChannel を形成できます。

  • Auto モードのポートは、Desirable モードの別のポートと EtherChannel を形成できます。

Auto モードのポートは、Auto モードの別のポートとは EtherChannel を形成できません(どちらのポートも PAgP ネゴシエーションを開始しないため)。

前提条件

  • 水平スタック構成には、2 ~ 4 台の IE-5000-12S12P-10G スイッチ(LANBASE または IP Services ライセンスあり)が必要です。

  • スタック内のすべてのスイッチに同じライセンスが必要です。

  • スタックメンバ間の互換性を確保するには、すべてのスタックメンバが同じ Cisco IOS ソフトウェアイメージを実行している必要があります。

  • スタック内のすべてのスイッチが同じ SDM テンプレートを使用する必要があります。あるスイッチがマスターとは異なる SDM テンプレートを使用している場合は、そのスイッチをスタックに追加する前に、マスターと同じ SDM テンプレートを使用するようにスイッチを設定します。


    (注)  

    スタックの起動中に、マスターはメンバの SDM テンプレートの不一致を検出することがあります。マスターが不一致を検出すると、一致する SDM テンプレートを使用してリロードします。
  • Cisco IE 5000 Hardened Aggregator Hardware Installation Guide』の説明に従って、スタック構成のスイッチ用にサポートされている 10 GE SFP+ トランシーバとファイバケーブルを取り付け、スイッチ間の 10 GE ファイバリンクが稼働していることを確認します。

注意事項と制約事項

  • スイッチの非スタックモード/スタックモードを切り替えると、すべてのインターフェイス設定が失われます。これは、インターフェイス名が非スタックモードの「スロット/ポート」からスタックモードの「スイッチ/スロット/ポート」に変更されるためです。たとえば、スイッチがスタックモードに設定される場合、「GigabitEthernet1/1」は「GigabitEthernet1/1/1」に変更されます。

  • 水平スタック構成が有効にされ、スイッチがリロードされると、インターフェイス名の変更により、インターフェイスの設定は失われます。管理アクセスには、この変更の影響を受けない VLAN インターフェイスを使用することを推奨します。

  • 次の機能はスタックモードではサポートされていません。また、これらの機能の CLI は、スイッチがスタックモードのときには表示されません。

    • デバイスマネージャ(DM)

    • Common Industrial Protocol(CIP)

    • レイヤ 2 ネットワークアドレス変換(L2 NAT)

    • Parallel Redundancy Protocol(PRP)

    • 高精度時間プロトコル(PTP)

    • Profinet および Media Redundancy Protocol(MRP)

      スイッチがスタックモードの場合、Profinet MRP モードと MRP CLI モードでは MRP をサポートしません。

    • スタックモードでの機能サポート に記載されていないその他の機能。


    (注)  

    スタックモードではサポートされていない IoT 機能が多数あります。これらの機能は無効になっておらず、これらの機能の CLI も使用できます。ただし、これらの機能をスタックモードで使用しようとすると、意図したとおりに機能しない可能性があります。水平スタック構成では スタックモードでの機能サポート に記載されている機能のみを使用することを推奨します。


  • 最大 2 つの 10 G インターフェイスをスタックポートに変換できます。これらのインターフェイスをスタックモードにした後は、通常のネットワーク動作では使用できず、次のようなインターフェイスリストには表示されません。 show interface status show ip interface brief など。

  • ネットワークポートをスタックポートに、またはその逆に変更する場合、変更を有効にするにはスイッチのリロードが必要です。

  • 前回のリロード時にネットワークポートであったスタックポートに対して、保存された設定を適用すると、設定は失敗します。

  • 10 G ネットワークポートがスタックポートとして設定されていない場合、IE 5000 はスタンドアロンモードで動作します。スタンドアロンモードでは、スイッチは、スタックが有効になっているかスタンドアロンになっている、別の IE 5000 スイッチとスタックすることはできません。スタンドアロンモードでは IoT プロトコルを設定できます。

  • スタック構成の機能は変更されていません。

  • 新しい SDM テンプレートはなく、既存の SDM テンプレートオプションに変更はありません。

  • ファイバインターフェイスのスタック構成により、スタックコンバージェンスは 500 ミリ秒よりも遅くなります。

  • PAgP はクロススタック EtherChannel でイネーブルにできません。

デフォルト設定

デフォルトでは、10 G インターフェイスはネットワークポートとして動作するように設定されています。

水平スタック構成の設定

次の手順に従って、IE 5000 の最大 2 つの 10 G アップリンクポートをスタックポートとして設定します。スタックポートは、スタックポート 1 またはスタックポート 2 として指定されます。スイッチの残りのアップリンクは通常のアップリンクポートとして引き続き動作します。


(注)  

スイッチの非スタックモード/スタックモードを切り替えると、すべてのインターフェイス設定が失われます。これは、インターフェイス名が非スタックモードの「スロット/ポート」からスタックモードの「スイッチ/スロット/ポート」に変更されるためです。たとえば、スイッチがスタックモードに設定される場合、「TenGigabitEthernet1/25」は「TenGigabitEthernet1/1/25」に変更されます。

手順の概要

  1. 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。
  2. 10 G ネットワークポートをスタックポートに変換します。
  3. ステップ 2 を繰り返して、2 番目の TenGigabitEthernet インターフェイスをスタックポートに変換します。
  4. 特権 EXEC モードに戻ります。
  5. (任意)設定ファイルに入力内容を保存します。
  6. オペレーティングシステムをリロードします。

手順の詳細


ステップ 1

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。

configure terminal

ステップ 2

10 G ネットワークポートをスタックポートに変換します。

switch numberhstack-port {1 | 2 } TenGigabitEthernet interface-id

  • switch number:スタック内のスイッチのメンバ番号

    (注)   
    このコマンドを初めて実行するとき、スイッチ番号は 1 です。
  • {1 | 2 }:スタックポート番号

  • interface-id:TenGigabitEthernet インターフェイスのインターフェイス番号

ステップ 3

ステップ 2 を繰り返して、2 番目の TenGigabitEthernet インターフェイスをスタックポートに変換します。

ステップ 4

特権 EXEC モードに戻ります。

exit

ステップ 5

(任意)設定ファイルに入力内容を保存します。

copy running-config startup-config

ステップ 6

オペレーティングシステムをリロードします。

リロード


switch# configure terminal switch(config)# switch 1 hstack-port 1 TenGigabitEthernet 1/27 switch(config)# switch 1 hstack-port 2 TenGigabitEthernet 1/28 switch(config)# exit switch# copy running-config startup-config switch# reload 

スタックポートのネットワークポートへの変換

水平スタックポートを TengigabitEthernet アップリンクポートに戻すには、次の手順に従います。

始める前に

10G ネットワークポートがスタックポートとして設定されていない場合、IE 5000 はスタンドアロンモードで動作します。スイッチがこのモードになっている場合、スタックが有効になっているかスタンドアロンになっている、別の IE 5000 スイッチとスタックすることはできません。このモードでは IoT プロトコルを設定できます。

手順の概要

  1. 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。
  2. 10 G スタックポートをネットワークポートに変換するには、次のようにします。
  3. 特権 EXEC モードに戻ります。
  4. (任意)設定ファイルに入力内容を保存します。
  5. オペレーティングシステムをリロードします。

手順の詳細


ステップ 1

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。

configure terminal

ステップ 2

10 G スタックポートをネットワークポートに変換するには、次のようにします。

× switch numberhstack-port {1 | 2 }

  • switch number:スタック内のスイッチのメンバ番号

  • {1 | 2 }:スタックポート番号

    (注)   
    スタックポートをネットワークポートに戻す場合、スタックポート番号の後に TengigabitEthernet インターフェイス番号を入力する必要はありません。これは、ソフトウェアによって処理されます。
ステップ 3

特権 EXEC モードに戻ります。

exit

ステップ 4

(任意)設定ファイルに入力内容を保存します。

copy running-config startup-config

ステップ 5

オペレーティングシステムをリロードします。

リロード


Switch(config)#no switch 1 hstack-port 1 switch(config)# exit switch# copy running-config startup-config switch# reload 

設定の確認

10 G ポートのスタックの状態を表示するには、次のように入力します。 show コマンドの出力例を示します。

Switch#show スイッチ hstack-ports

コマンド出力には次のように表示されます。

  • マスター上で使用可能なすべての 10 G ポートと、水平スタックが可能なすべてのメンバ。

  • 水平スタックポートに変換された任意の 10 G ポートに対応するスタックポート番号(1 または 2)。

  • 10 G ポートの動作ステータス(スタックポートまたは N/W(ネットワーク(アップリンク)ポート))。

  • 次のリロードでの 10 G ポートのステータス。

  • メディアタイプ。

水平スタックポートとして設定されている 10 G ポートは、通常のアップリンクポートに戻すことができます。これは、次のリロード後にのみ有効になります。

次の例は、IE 5000 上の 4 メンバのフルリング水平スタックの出力例を示しています。

次の例は、Te1/1/27 および Te2/1/28 が N/W ポートに戻されたものの、スイッチがリロードされていない場合の出力を示しています。

スタックポートのロールを表示するには、 show スイッチ コマンドの出力例を示します。

前の例では、メンバ 4 がマスターであることを示しています。すべてのスタックメンバのスタックプライオリティは 1(デフォルト)です。

考えられるスタックメンバの状態は次のとおりです。

  • Ready:メンバは動作中であり、スタックの一部である。

  • Progressing:メンバは起動中である。

  • Mismatch:ハードウェアまたはソフトウェアの不一致が原因で、メンバが完全には参加できない状態である。

  • Provisioned:メンバは設定されているが、スタックの一部にはなっておらず、かつスタックの一部であったことがない。

  • Removed:メンバの電源が入っていないか、スタックから削除されている。

マスターの MAC アドレスが論理スタックの MAC アドレスとして使用されます。これはマスターからのベース MAC アドレスであり、すべての IP 通信、および Cisco Discovery Protocol データ交換とスパニングツリープロトコルで使用されます。

スタックのその他の動作状況を表示するには、次のコマンドを使用できます。

  • show version :すべてのスタックメンバの Cisco IOS ソフトウェアバージョンを表示します。不一致がある場合に役立ちます。

  • show スイッチ neighbors :どのメンバがどのスタックポートに接続されているかを表示します。

  • show スイッチ stack-ring speed :スタックリングの詳細を表示します。次に例を示します。

Switch#show switch stack-ring speed Stack Ring Speed : 10G Stack Ring Configuration: Full Stack Ring Protocol : FlexStack Switch# 

設定例

次の例では、2 つの 10 G アップリンクポートをネットワークポートからスタックポートに変換する方法を示します。

switch# conf t --------> Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z. Switch(config)#switch 1 hstack-port 1 TenGigabitEthernet 1/25 Do you want to continue?[confirm] New port setting will be effective after next reload Switch(config)#switch 1 hstack-port 2 TenGigabitEthernet 1/26 Do you want to continue?[confirm] New port setting will be effective after next reload Te1/25 will be assigned as horizontal stack port 1 Te1/26 will be assigned as horizontal stack port 2 

次の例では、スタックポートをネットワークポートに変換する方法を示します。

Switch(config)#no switch 1 hstack-port 1 Do you want to continue?[confirm] New port setting will be effective after next reload 

関連資料

Cisco Industrial Ethernet 5000 シリーズ スイッチのマニュアルについては、http://www.cisco.com/go/ie5000 を参照してください。

機能の履歴

プラットフォーム

機能

サポートされるようになった最初のリリース

IE-5000-12S12P-10G

サポートされるポートチャネルの最大数が 48 に増加しました。

スタックモードでサポートされている機能に、CFM/OAM、HSRP、VRRP、および MACsec が追加されました。

Cisco IOS リリース 15.2(7)E1a

BGP、PIM、VRF、OSPF、および EIGRP に対するレイヤ 3 ダイナミックルーティングのサポート。

Cisco IOS リリース 15.2(7)E

水平スタック構成。

Cisco IOS リリース 15.2(5)E