FastTrackトレーニング。 「ネットワークの基本」。 「スイッチングまたはスイッチの基礎。」 パート2 エディ・マーティン 2012年12月

約1年前、エディマーティンによる興味深い魅力的な一連の講義に気づきました。これは、その歴史と実生活の例、および教育の膨大な経験のおかげで信じられないほどわかりやすく、かなり複雑な技術の理解を得ることができます。







彼の講義に基づいて、27の記事のサイクルを継続します。



01/02：「OSIモデルの理解」 パート1 / パート2

03： 「シスコアーキテクチャについて」

04/05：「スイッチングまたはスイッチの基本」 パート1 / パート2

06： 「シスコのスイッチ」

07： 「ネットワークスイッチの使用分野、Ciscoスイッチの価値」

08/09：「無線LANの基本」 パート1 / パート2

10： 「無線LANの分野の製品」

11： 「CiscoワイヤレスLANの価値」

12： ルーティングの基本

13： 「ルーター、Ciscoルーティングプラットフォームの構築」

14： 「Ciscoルーターの価値」

15/16：「データセンターの基礎」 パート1 / パート2

17： 「データセンターの機器」

18： 「データセンターにおけるシスコの価値」

19/20/21：「電話の基礎」 パート1 / パート2 / パート3

22： 「シスココラボレーション製品」

23： 「シスココラボレーション製品の価値」

24： セキュリティの基本

25： 「シスコセキュリティ製品」

26： 「シスコセキュリティ製品の価値」

27： 「Cisco Architectural Gamesの概要（概要）」



そして、ここにそれらの5番目があります。

FastTrackトレーニング。 「ネットワークの基本」。 「スイッチングまたはスイッチの基礎。」 パート2 エディ・マーティン 2012年12月

何が起こっているのかは、ネットワーク開発の自然な進展だと思います。 しかし、プッシュを必要とするものがいくつかあります。プロセスを開始するには、力を使用する必要があります。 最初のルーターはパーソナルコンピューターであり、このための特別なソフトウェアがありました。 しかし、ネットワークは急速に成長したため、膨大なトラフィックを処理できる個別のプロセッサが必要になりました。 コンピュータも開発し、マルチコアプロセッサが登場しました。 SDN（Software Defined Network）-制御プロセスがデータ転送プロセスから分離されているソフトウェア定義のネットワークを使用して、何らかの方法で開発プロセスを逆にすることさえ可能でした。 ただし、このアプローチはシスコに害を及ぼす可能性があります。SDNが完全に適用されず、サーバーが完全に使用できなくなり、すぐにクラッシュする領域があるためです。







ストリーミング、リアルタイムビデオ、従来のテレフォニーの変換、およびSDNを使用した大規模または従来のスケールでのビデオのトランスコーディングについて話しましょう。 すでに独自のASICマイクロチップがありますが、これは有用な場合とそうでない場合があります。 シスコにはこれに参加するための必要な基盤がありますが、進歩は遅くなります。 シスコは常に、ルーター用の独自のソフトウェアと、次世代のルーターである次世代のISR（Integrated Service Router）には独自のソフトウェアがあると述べています。 ISRとは呼ばれませんが、ソフトウェアルーターのままです。 ただし、第2世代のISRよりも機能が少ないため、このような膨大な情報を送信できるサーバーや、そのような容量のVLANはないと思います。 しかし、小さなデータブロックの転送について話している場合、この技術はそれ自体を正当化し、適用できます。 ご存知のとおり、SDNのアイデアを頑固に推進している企業はどこにでもありますが、シスコは自殺し、それが必要になるまで推進することを望んでいません。 現在の製品に損傷を与えたくありません。



私はボストンにそのような会社の1つであり、SDNに取り組んでいる従業員の1人と詳細に話しました。 私は彼らがそのような製品の精力的なプロモーションのアイデアを放棄しなかったと確信し、彼らは私にすべての本質を詳細に明らかにしました。 このプロセスを止めることはできません。これは市場のトレンドであり、シスコがこれに参加するかどうかにかかわらず、さらに発展します。 この分野での協力には90〜530億ドルの費用がかかり、「ゲームに参加する」ためにあらゆる努力を払わなければなりません。 しかし、これは価値のある方法ですか？ たぶんそうかもしれません。 おそらく、チップと機能を使って何かをすることができます。







ネットワークアドレス、10.10.10.7のように見える理由、10.10.10.7が必要な理由、パーソナルコンピューターがIPを認識する方法、および指定されたアドレスが誰であるかを確認する方法について質問を受けました。 これはとても良い質問です！ AmazonとEbayのどちらで購入しましたか？ たくさん見えます。 シスコのWebサイトで購入した人はいますか？ 見た目はあまりありません！ これらのリソースのIPアドレスは何ですか？ ほとんどない。 DHCPから取得する3つの重要なことを覚えていますか？ DNS（ドメインネームサービス）とは何ですか？







DNSを使用すると、数字を覚えておらず、数字の代わりに文字を使用できます。 名前はよく覚えていますが、数字はよく覚えていません。 私が反対であると自白する価値があります。 私はすべてのいとこの名前を思い出せませんが、彼らの電話番号は覚えています。 私は本気です。 私には2人の姉妹がいて、ミドルネームは覚えていませんが、電話番号は覚えています。 各自は、たとえばmail.cisco.comなど、メールサーバーの種類を覚えています。 したがって、メールを使用するとき、そのIPアドレスと受信者のIPアドレスには関心がありません。 スイッチには、アプリケーションレベルにある内部DNSサーバーがあり、接続されているすべてのデバイスに使用されます。 それで何？ メールサーバーmail.cisco.comはメールの送信を希望していますが、これを行うには、名前を理解せず、IPアドレスを理解するトランスポートプロトコルを使用する必要があります。 したがって、DNSサーバーはサーバーにアクセスし、「mail.cisco.comをIPアドレスに変換する必要があります」と言います。 そして彼はそれをします。 しかし、インターネット上の外部リソースを利用したい場合はどうでしょうか？ グーグルに言ってください。 この場合、すでにインターネット全体のDNSサーバーである外部DNSサーバーと同様の相互作用があります。 したがって、内部および外部のDNSサーバーと相互作用します。







IPアドレスではなくドメイン名を使用する利点は何ですか？ ネットワーク構成の問題について考えてください。 シスコでは約7万人が働いています。 メールごとに個別のIPアドレスを与えたと想像してください。 そしてすぐに、何らかの理由で住所を別の住所に変更したいのですが、どうしますか？ 7万人すべての顧客の構成を変更する必要があります。 しかし、このネットワークにDNSサーバーを配置するとどうなりますか？ 彼のおかげで、IPアドレスを10.10.10.9から10.10.10.10に自動的に変更できました。 DNSサーバーでこのエントリを変更すると、変更がネットワークに自動的に適用されます。 これはすごい。 したがって、アプリケーションを簡単に展開でき、DNSはネットワーク上の他のすべての作業を行います。



DNSサーバーは、DHCPプロトコルを介した非常に強力な情報処理装置であり、コンピューターがIPアドレスを自動的に取得できるようにします。 同時に、スイッチはこのMACアドレスのテーブルを使用するため、物理的にどこにいるかを認識します。







IP 11.11.11.5に連絡したいとします。これが何らかの種類のドキュメントを印刷できるネットワークプリンターだとしましょう-上部のこのブロックはほぼ中央にあり、プリンターになります。







名前をprinter.2floor.cisco.comとしましょう。これは2階の有名なプリンタです。 したがって、印刷する場合は、DNSを解決し、この名前に一致するIPアドレスを取得する必要があります。 10.10.10.7がすでに存在するDATAブロックにそのIPを追加します。



次に、これらのアドレスを比較します。 それらは同じネットワーク上にありますか？ もちろん違います！







ネットワーク番号が一致しないため、ここでルーターが必要になります。コンピューターが別のネットワークからのものである場合、ルーターを介してコンピューターに接続されるためです。 それは私たちのネットワークを越えてインターネットの残りの部分へのゲートウェイ、ゲートウェイです。 1つのルーター（ルーター）、1つのエントリポイントは、数百万、数百万、数百万の宛先がある世界へのゲートを開きますが、その中には通信を確立する相手がいます。 そのため、デバイスが同じネットワーク上にある場合は、スイッチを介して直接通信できます。異なるネットワーク上にある場合は、ルーターを介して通信できます。



したがって、ルーター10.10.10.1にデータを送信しますが、そのMACアドレスがわからない場合はどうすればよいですか？ 彼が私のネットワーク上にいることは知っていますが、アドレスは覚えていませんが、ルーターは彼を覚えています！ 5分間通信していたIPアドレスとMACアドレスを保存するARPキャッシュがあります。 ルーターの「メモリ」の持続時間は、オペレーティングシステムによって異なりますが、約300秒であり、この時間中に再度アクセスしないと、ルーターはオフになります。 また、データを再度送信する場合は、デフォルトゲートウェイに再度アクセスする必要があり、ネットワーク内のデバイスを認識するサイクル全体が繰り返されます。







ルータにMACアドレスRを持たせ、スイッチのポート16に接続します。







そして、プリンターに目を向けると、すべてがスキームに従って繰り返されます-リクエスト、レスポンス、アドレスチェック、そしてこれは無限の回数です。 データパケットをプリンタに送信すると、スイッチに送信され、スイッチは次のように尋ねます。 別のネットワークにしたいですか？ それから私はあなたの名前がルーターである男にあなたを送ります！」 そして、ルーターはパケットをプリンターに転送します。 そして、世界最小のルーターか最大のルーターかは関係ありません。すべて同じ原理で動作します。







ルーターが2つのネットワークを結合し、一方でアドレス11.11.11.xを持ち、他方で10.10.10.xを持っている場合を考えます。 もちろん、ルーターは少なくとも200万のネットワークを結合できます。 ルーターには2種類のワーカーがあります。 ルーターに接続されている各ネットワークには、OSIモデル（L2）の第2レベルに配置された独自の「男」があり、ネットワークのデバイスのMACアドレスを決定します。







MACアドレスを10.10.10.xではR、11.11.11.xではQとすると、これらのワーカーは物理（L2）レベルで相互作用します。 これら2人の「男」、RとQは、それぞれ自分のセクターで働いていますが、両方とも同じタスクで一緒に働いています。 そして、彼らは3番目の男、最も賢い男によって制御されています。彼をL3と呼びましょう。







したがって、MACアドレスA（送信者）からMACアドレスR（ルーター）へのフレーム送信があります。 フレームは、ネットワーク10.10.10.xの第2レベルにあるワーカーに正常に配信されます。 彼はチェックサム（FCS）をチェックし、フレームからパケットを受信しますが、2番目のレベルはMACアドレスでのみ機能し、パケットはアドレス10.10のデバイスから送信することを示しているため、パケットの処理方法がわかりません。 10.7をアドレス11.11.11.5のデバイス（プリンター）に。 ワーカーは、パケットを正常に送信するのに十分なデータがないことを「理解」し、L3ワーカーに「上向き」に対処します。







それは学校のようなものです-あなたはタスクを行う方法を知りませんが、あなたはこれを行う方法を知っているクラスメートを知っています。 そして今、私たちのルーターは、そのような知識のある「クラスメート」に向いています。そのクラスメートの名前はL3です。







Rは彼に「ねえ、レベル3、すべてのIPアドレスを知っていますか？ 11.11.11.5に配達する必要がある荷物があります。住所に配達します-飲み物をもらいました！」 さて、あなたはそれがどのように起こるか知っています！ レベル3はパケットのレベルであるため、パケットをレベル3に渡します。 すべてのネットワークのすべてのアドレスがあるテーブル、ルーティングテーブルがあります。 そして、パケットの処理方法を知っているこの真面目な男は、ルートが示されているルーティングテーブルに従って、それをQという名前の男に渡し、この男が必要なネットワークを担当していると言います。これを11.11.11.5に配信するほど親切ですか？Qはパケットを受け取り、フレーム全体に入れて、何を見ますか？受信者のアドレスは表示されますが、IPアドレスが5で終わるデバイスと通信していません、彼はすでに自分のMACアドレスを忘れていました！そして今、彼は彼のネットワーク全体に叫びます。 VUT 5は「？彼は、ネットワークアドレスを決定するためにARPプロトコルを使用しています。







MACアドレスCを持つデバイスがそれに応答していると仮定すると、パケットに「MAC QからMAC Cへ」というマークを付け、IP 11.11.11.5で受信者に送信します。 ネットワークの規模に関係なく、これらのプロセスは絶えず繰り返されます。







各ルーターにはデフォルトのルートがあり、ルーターがネットワーク11.11.11.xと直接接続していない場合、このネットワークに接続されるルーターが配置できるルートに沿って送信します。 ただし、このネットワークに入る可能性がなく、必要なルーターが存在しない場合、パケットはドロップされ、必要なアプリケーションからの応答を待つためのタイムアウトを受け取ります。



ここでの主なことは、アドレステーブルが使用されるネットワークを正しく構成することです。 たとえば、Ciscoなどの大規模なネットワークは、多くのユーザーで構成されています。 新しいユーザーを追加するとき、彼がどこにいても、ネットワークノード（ルーター）の1つに接続し、職場を正しく構成し、ネットワークを再構成しますが、これはIPアドレスの構造のために非常に簡単なプロセスです。



しかし、ルータが加入者のアドレスを記憶している時間が経過すると、彼はそれを「失います」。 デバイスはネットワークから「ドロップアウト」し、デバイスと対話するには、プロトコルのサイクル全体を再度繰り返す必要があります。 これは複雑なことではなく、ロケット科学ではありません。 また、CCIEエキスパート証明書を受け取る準備をしていて、すでにそのような証明書を持っている人が何人いるかわからない場合、テストは本当に難しいので、いつか「クールな」スペシャリストになるでしょう。 しかし、不可能なことは何もありません。



私の観点からは、ルーティングとは何かを知っている必要がありますが、EIGRPプロトコルを知っている必要はありません。EIGRPプロトコルは、Cisco独自の（つまり、会社が所有する独自のソフトウェアです）。 これは一種の「コールド」タイプのBGPプロトコルであり、インターネットで使用され、何百万ものルートがあり、実際にはクライアント指向のサーバーソフトウェアです。 しかし、他のすべてのルーターとプロトコルは世界中でほとんど同じことを行い、同じ一般的な原則に基づいて動作します。



そのため、このデータ転送の原則について説明しました。 思い出させてください-2つの異なるスイッチがあります。 これらの2人または2台のデバイスが同じフロアにいるとします。 あなたが意味を理解できるように、私は人生から例を挙げます。



1995年、ノースカロライナ州キャリーで、カトリック教会はカトリック学校を建設したかった。 私の花嫁はカトリック教徒であり、私は洗礼者であり、それでも私はそうです。 だから、彼女は私に言った：「私たちが何の問題もなく結婚するために、あなたがこの学校の建設を手伝ってくれたらいいと思います。私の子供たちがカトリック教徒として成長してほしいからです！」 私は答えた：「素晴らしい、私はカトリック教徒ではありませんが、私は彼らを助けます。どんな場合でもあなたは私の妻になるからです。」



それは新しい建設であり、そこでコンピュータートレーニングを導入したかったため、ネットワークを作成し、すべてのクラスを1つの全体に接続する必要がありました。 各デスクを文字通りスイッチに接続する必要があり、非常に高価でした。 私はそこに行って、各ビルの3フロアごとに別々のネットワークを作成したいと言っているネットワークグループのリーダーに会いました。







同時に、各フロアには学生用のスイッチが1つ、教師用のスイッチが1つ、これら2つを管理するスイッチが1つあります。 彼らは、外部からネットワークを管理し、すべてのデバイスをそこに接続し、ルーターと共有したいと考えていました。 なぜなら、ネットワークが単一の全体である場合、学生はあらゆる点でこれらのネットワークを扱いにくいからです。 これを防ぐには、これらのネットワークをできるだけ分離する必要があります。 ノースカロライナ州の大規模なヘルスケア組織であるBlue Cross Blue Shieldから到着したばかりで、大規模なネットワークでの作業経験がありました。 したがって、提案されたオプションのコストが高すぎることは知っていました。 私は彼らのチームの二人目に連絡し、より安いオプションを提供することでこれを説明しました。 「学生用のポート、教師用のポート、管理用のポートがすべて1つのデバイスにあるデバイスを1つ作成するとどうなりますか？」







彼らはそれが安全かどうか私に尋ねた-すべて1つのデバイスに？ そして、私は彼らに答えました-それぞれが簡単に壊れる可能性のある3つの別々の物理スイッチよりも安全ではありませんか？ 私が提案したのはVLANテクノロジです。これは、仮想ローカルエリアネットワークであり、物理デバイスのネットワークよりも安全であり、コストもはるかに低くなっています。



今日、私たちはまさにそのようなネットワークを使用しています。私たちは毎日VLANを使用しています。 たとえば、音声伝送などに使用します。IPテレフォニーではこのようなネットワークを使用します。 デフォルトでは、Cicsoスイッチの音声はVLAN 200で分離されています。これは設定で変更できます。 音声とデータを共有しているため、QoSの優先順位付けが可能です。 他にVLANが役立つのはなぜですか？ ワイヤレスネットワーク用。 VLANを使用して、1つのワイヤレスアクセスポイント内で音声ネットワーク、ビデオネットワーク、データネットワーク、ゲストネットワークを分離します。 異なるVLANは異なるニーズを満たし、異なる機能と制限があります。



そのため、たとえば会計部門を他の部門から分離するために使用されます。 セキュリティはどうですか？ 新しいユーザーとして初めてネットワークに接続するとき、私たちはあなたが誰であるかを知る必要があります。 システムにウイルスと呼ばれる美しい小さな病気がある場合はどうでしょうか？ 私たちはあなたが誰であるか、あなたが感染しているかどうかをチェックします。 これはすべて、802.1Xプロトコルを使用して行われます。 彼は、ネットワークに接続する各デバイスが独自のログインを持っている必要があると判断し、それを通じてシスコはいわゆるネットワークアクセス制御を行います。 お使いのデバイスを見て、特にウイルス対策プログラムを更新したかどうかを確認します。 これを行わなかった場合、またはウイルス対策をオフにした場合、デバイスは「修正VLAN」と呼ばれる特別な仮想ネットワークに配置されます。 私たちはあなたを検疫しましたが、あなたは永遠にそこにいるわけではありません。状況を修正しようとするからです。 ウイルス対策を無効にしたことを示すウィンドウがモニターに表示されますが、有効にするとすぐにアクセスできます。 ただし、理由が異なり、実際に感染している、またはウイルス対策を有効にしたくない場合は、特別な仮想ネットワークに配置されます。 作成したテーブルに列を追加してVLANタグを割り当てるだけで、このタグを使用してスイッチを入力する方法と終了する方法を確認できます。 エンジニアのネットワーク、会計士、マーケティング部門、またはIPテレフォニーに関係なく、MACアドレスまたはログインでユーザーを分離し、健全なネットワークセグメントから分離し、ポートで分離できます。







2つの異なる物理スイッチがある場合、それらを1つに結合できるため、これはすべて仮想化テクノロジーのおかげで可能です。 現在、最新のスイッチはすべてVLANテクノロジーをサポートしており、可能なVLANの数は多くの場合ポートの数に関連しています。 たとえば、最小のスイッチであるCisco 2900シリーズルータは、最大1000の仮想ネットワークを作成し、最先端のスイッチ-最大4000を作成する機能をサポートします。1つのスイッチで50を超えるVLANが作成される場合、これは本当に大規模なネットワークです。



カトリック学校の例に戻りましょう。4つのVLANしかありません。 しかし、テクノロジーは登場したばかりであり、私たちが覚えているように、標準の完全な実装には最大18〜23ヶ月かかります。 スイッチ内にインストールされた集積回路（ASIC）を思い出してください。 CISCO — , , , ASIC . , . , . , iOS, .



-, , Cisco Nexus 5000, . - – , . VLAN' , 90- , , .



, , , . 95-97 ? VLAN Trunking — , (VLAN), . Cisco.



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FastTrack. 「ネットワークの基本」。 « Cisco». エディ・マーティン , 2012



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