講義資料

課題でてます
インターネット構成法
第4回 Layer2の実際
• あなたがよく知る建物に、どのような物理配線を行い、どのよ
うなネットワーク機器（スイッチ・ハブ・無線基地局など）を設
置すれば、望まれるネットワークを構築できるか考えなさい
–
–
–
–
–
–
–
–
できるだけ、Layer1/2 に絞って設計すること
ユーザの要求は ？
上流の回線はどの程度？
どのような機材を導入する？
機器の値段、ケーブルの値段
室内の配線は？
図面は必須(論理的でもよし)
予算を設けてもよい
• 11/6 までです！
実践的な知識を学ぼう
• 前回まで
– 伝送媒体の特性
– Layer2 の重要な動作アルゴリズム
– Layer2の機器
• リピータとは？ブリッジとは？
• 今回
– 実際にLayer2を引き回すには？
•
•
•
•
事前準備
機器の配置
配線の方法
工夫、運用
藤枝 俊輔
[email protected]
Layer2 の設置
1. 計測
2. 配線の設計
• スイッチはどこに置く？
• この長さはちゃんと通るの？
• 300Mなら？ 3kmなら? 5kmなら？
3. 必要なケーブル、配線部材の見積もり
4. 収容方法
• 床下配線
• ラック
場所
WIDE合宿
• 年２回(春・秋)
• 参加人数は200∼400人
• みんなコンピュータを持参
– ネットワークと電源がないと窒息する
• 2003年９月
– 浜名湖ロイヤルホテル
– よいホテルですが、普通のホテルです
• 宿泊者が使えるLANはなし
• 電源も全員に行き渡る口はなし
• 場所は普通の旅館
• 目的はミーティング
– ３つの会議室
– １つの大部屋
http://www.daiwaresort.co.jp/hamanako/
1
館内見取り図
真っ白な図面を作る
寸法をいれる
無線LAN基地局を置く
配線図を更新
会議室
NOC
(終端装置 、サーバ 、実 験)
機器の置き方、配線を考える
集約用スイッチ
ユーザエンド用スイッチ
16 port
メディア変換、
集約用スイッチ
11a/b/g 対応基地局
ルータ
cisco aironet (1200 IOS)
基幹スイッチ
http://www.cisco.com/japanese/warp/
public/3/jp/product/hs/wireless/airo1200/
2
ひもの値段(UTP)
どんな機材が必要か？
• UTP エンハンスドCAT5
• ひも
– 100m で4,000∼5,000円程度
– アンダーカーペットケーブルは高価
– UTP,ファイバ(MMF, SMF)
• 箱
–
–
–
–
これで300m
圧着しよう
CAT5用コネクタ
• コネクタ
– CAT5用 一個 60円くらい
– CAT6用 一個 150円くらい
• 100mで50,000円程度
• 薄さが違います！
ユーザエンド用スイッチ
回線集約用スイッチ
基幹用スイッチ
メディア変換はどの箱でやる？
CAT6用コネクタ
http://www.ampnetconnect.com/
japan/metal/m_09.html
http://www.aisan.co.jp/
products/cat6.html
• UTP CAT6
http://online.plathome.co.jp/
detail.html?scd=12190219
– 100m で5,000∼10,000円程度
CAT5
http://online.plathome.co.jp/
detail.html?scd=12190219
CAT6
シース（被覆）
より対線
切る！
ニッパー
剥く！
付ける！
ケーブルストリッパー
圧着工具
アンダーカーペットケーブル
0.5mm (導体)
http://online.plathome.co.jp/
detail.html?scd=12440548
http://online.plathome.co.jp
detail.html?scd=12410625
雑音はCAT5の約1/16
– 結線
– 減衰
ピン番号
T568A
T568B
1
白/緑
白/橙
2
緑
白/橙
橙
白/緑
– SC-SC 2芯
青
白/青
青
白/青
– MT-RJ/MT-RJ 2芯
7
橙
白/茶
緑
白/茶
• シングルモードファイバ
8
茶
茶
– SC-SC 2芯
クロス結線
– MT-RJ/MT-RJ 2芯
3
4
5
6
• マルチモードファイバ
http://www.flukenetworks.com/jp/Cabling/Residential+and+
Basic+Testing/620+LAN+Cablemeter/Overview.htm
1
2
3
6
[SC-Dual]
• 10mで6,000円くらい
• 10mで5,000円くらい
1
2
3
6
[SC]
• 10mで5,000円くらい
http://www.flukenetworks.com/jp/LAN /
Handheld+Testers/LinkRunner/Overview.htm
TX+
TXRX+
RX-
http://www.aisan.co.jp/products/
index-products-main.html
ひもの値段(ファイバ)
ケーブルの性能をチェックしよう
• ケーブルテスタ
X型下介在によって
構造 を安定化
10-11mm
TX+
TXRX+
RX-
• 10mで10,000円くらい
[MT-RJ]
ファイバの減衰
• トラブル：1000base-S X
光パワーメータ
– リンクアップしない、UP/DOWNが
激しく生じる
– パケットロスが酷い
• 光が減衰しすぎているかも
– そもそも出ている光が弱い
– パッチで減衰
– 距離で減衰
• 光パワーメータで調査
• できること
http://www.photom.hakuto.jp/
japanese/products/mpm217.html
掃除用アルコールパッド
– コネクタ部分を掃除
– スイッチやポートを変更
– 長距離のメディアに変更
http://www.connectworld.net/fiber/navyconsum.htm
3
箱の値段
•
用語：スイッチ
いろんなグレードがある
– 数千円 ∼ 数十万 ∼ 数百万
•
必要な機能を考えよう
–
–
–
–
ポート数はどのくらい欲しい？ 安価なL2 switch
VLANやSTPの機能は必要？
Layer3 までの機能は必要？
Giga の口は必要？
ポート収容率が
高いL2 switch
Layer3も扱える
Layer3 siwtch
多様な機能をもった
L2 switch
http://online.plathome.co.jp
detail.html?scd=12410625
• マーケティング用語
• 一般的にはブリッジ機能を持ったハブのこと
• ところが、ブリッジ機能以外の機能を持つスイッチも
– Layer3 スイッチ
– コンテントスイッチ
http://online.plathome.co.jp/
detail.html?scd=12410683
スイッチ
•Ethernetフレームを
必要なポートにだけ伝播
Switch
1
2
Port
MACアドレス
1
3
00:D0:59:83:AB:CD
00:D0:59:98:76:54
3
4
5
• 今となっては、ルータとスイッチの境界線も困難
• Layer2以上の機能を持つ箱 = スイッチ
00:D0:59:92:11:02
00:D0:59:83:AB:CD
http://online.plathome.co.jp/
detail.html?scd=12440548
http://online.plathome.co.jp/
detail.html?scd=12410671
ユーザエンド用スイッチ
• デスクトップスイッチ
– 文字通りオフィスで机の上に置く
– 安価な製品が多数登場
• 純粋にLayer2でのスイッチングだけを行う
安価なL2 switch
5portで2,380円
http://www.yodobashi.com/enjoy/
more/i/oid2_239/8688980.html
100baseTXが
16portで6,980円
http://www.yodobashi.com/enjoy/
more/i/oid2_599/14242808.html
00:D0:59:98:76:54
00:D0:59:00:12:34
00:D0:59:01:02:03
1000baseT x 4port
8,500円
http://www.planex.co.jp/
回線集約用スイッチ
•
•
•
•
•
インテリジェントスイッチ とも呼ぶ
デスクトップスイッチの上流に置く
ポートの密集度が高いので場所をとらない
VLAN, telnet, SNMPなどの機能
Gigabit Ethernetのモジュールを搭載する場合も
回線の集約
利用者には個別のスイッチ
利用者まで長いケーブル
多様な機能をもった Layer2 switch
http://online.plathome.co.jp/
detail.html?scd=12440548
http://online.plathome.co.jp/
detail.html?scd=12410671
product/giga/fxg04tx.shtml
4
基幹用スイッチ
じゃあ、こういう設計で！
GBIC
集約用スイッチ
• ギガビットインターフェイス コンバータ
• 多彩な機能
– L2機能, L3機能, SNMP, telnet, STP, OSPF,
port mirror, フィルタリング(L2,L3)
• 多様なモジュール
– メディアタイプ、波長、および距離 が異なる
– スイッチと組み合わせる
– タイプによって値段にも格差
メディア変換用スイッチ
• 数万 ∼ 数十万
– 100baseTX, 1000baseT/SX/LX, ATM
• モジュールを差し替えるタイプも
http://www.netmarks.co.jp/prdct_srvc/
prdct_info/product/list_page/ca_L3_SW.html
線をひこう
MMF
SMF
1000base-SX
550m
-
1000base-LX
550m
5,000m
1000base-HX
550m
10,000m
1000base-ZX
-
70,000m
ユーザエンド用スイッチ
http://www.sumideninet.co.jp/gbic/
http://www.gadzoox.com/products/slingshot/4210/features.html
ルータ
基幹スイッチ
ほんとは、、
メディア変換の話
• 床下配線できるかな？
– ファイバーは踏むと切れる
– UTPに人がつまずくと困る
床下はなかった
ここ！
• 無線LAN基地局が落下
– 汚いものには蓋を！
ケーブルキャッチャー
ワイヤ
SFC Delta棟の床下
(汚い。。悪い例。。)
http://i- front.sekisui.co.jp/products/04cons/41102.html
養生テープで止めた
４０本使った。。
http://www.ssj.gr.jp/hssp/netday/sosa/
maekoji/images/tool/tool01.html
http://www.aisan.co.jp /products/
wiring_parts2-1.html
5
メディア変換
•
異なるメディア間でデータリンクパケットを転送
– 100baseTX ⇔ 1000base SX
– 100baseTX ⇔ 802.11b
•
•
Ether over ATM
•
MegaAccess
EthernetパケットとATMのパケットフォーマットは違う
– そのまま変換できない
100BASE-FX(SC)-100BASE-TX
メディアコンバータ
20,000円程度
やってること自体は普通のスイッチング
Ethernet以外の伝送媒体
– Ethernetパケットのままじゃ伝送できない
– Ethernetパケット自体をデータとして扱う
•
ATMブリッジ
Ethernet
Ethernet
同軸ケーブル
ATMブリッジ
ATMブリッジ
RS499コネクタ
Ether over Satellite
国をまたいで一つのEthernet
高速シリアルカード
• 衛星回線の両端が、同一のEthernetに見える
• AI3の衛星ルータ
• 今はブリッジを利用
– Ethernet→シリアル→対地のシリアル→対地のEthernet
アンテナ
–
–
–
–
SFC
SFC
SFC
SFC
⇔
⇔
⇔
⇔
使用しているOSでのドライバが不安定
ADSLモデムも中身はブリッジ
• 家庭とプロバイダが同一のイーサネット上に見える
– Over 電話網
シンガポール
マレーシア
インドネシア
ベトナム
電話局
局内用DSLモデム
衛星モデム
ブリッジ
DSLモデム
論理的に一つのEthernet
専用ケーブル
同軸ケーブル
PCルータ
PCルータ
安定した
シリアルカード
専用ケーブル
＋
論理的に一つのEthernet
Ethernetカード
Ethernet
ATM
スイッチ
論理的に一つのEthernet
PCルータ
衛星モデム
PCルータ
Ethernet Frame
ATM Cell
1000BASE-FX
メディアコンバータ
アンテナ
http://www.nec.co.jp/press/ja/9804/2301.html
Ethernet Frame
100BASE-TX
• AI3の衛星ルータ
• 昔はシリアルカード+ 衛星モデム
– シリアルカードのドライバが安定しない
– Ether ⇔ ATM ⇔ Ether
– Etherフレームをデータとして扱う
– 複数のATM cellに分割して転送
http://online.plathome.co.jp/
detail.html?scd=12980265
100BASE-TX
Ethernet
Ether over Satellite
RS499コネクタ
ブリッジ
PPPサーバ
ブリッジ
論理的に一つのEthernet
プロバイダ
6
PPPoE (PPP over Ethernet)
つまり
• Ethernet 上に PPP リンクを構築
PPPoE ヘッダ
IPパケット
– Broadcast Media → Point-to-Point Media
– 認証・IPアドレスの割り当て
– PPPoE ヘッダがあるので MTU が減る
IP
IPパケット
IPパケット
IPパケット
IPパケット
分割
Ethernet
IP
IP
PPP
PPPoE
Ethernet
Bridge
ATM
ADSL (Metal cable)
Ethernet
100baseTX など
Layer 1
ATM
PPPoE
Ethernet
Bridge
ATM
OC-3c など
Layer 3
IP
ADSLルータ
加入者 (家)
Layer 2
Ethernet
DSLAM
ISP
PC
– 電波がよく届く
• 使うチャンネルをずらす
– 隣り合う基地局
– 5ch離すのが理想
Ethernet
ADSLルータ
ATM
11a/b/g 対応基地局
PPPoE
Ethernet
Bridge
ATM
OC-3c など
DSLAM
ISP
cisco aironet (1200 IOS)
http://www.cisco.com/japanese/warp/
public/3/jp/product/hs/wireless/airo1200/
NTT 局舎
無線LANのch割り当て
おさらい：リピータ
• 全てのトラフィックが伝搬する
• 国内規格ARIB STD-T66、STD-T33
– chごとの中心周波数･･･5MHz毎
– 1chあたりの占有周波数帯･･･22MHz
– 3~４ch離して運用することが多い
– 電気的に信号を増幅し伝播
– Ethernetフレームがブロードキャストされる
– 衝突する可能性が高まる
http://online.plathome.co.jp/detail.html?scd=12411080
802.11b対応アクセスポイント
実勢価格は6,000円程度
CH.1
CH.6
IP
PPP
PPPoE
Ethernet
Bridge
ATM
ADSL (Metal cable)
加入者 (家)
無線LAN基地局
11a/b/g対応アクセスポイント
実勢価格は6万円程度
IP
100baseTX など
NTT 局舎
• 無線ブリッジ
• 高いところに置く
Ethernet層
再構成
PPP
Layer 1
PC
PPP層
ATM cell
PPP
Layer 2
IPパケット
Ethernetヘッダ
• 1492bytes, 1454bytes, …
Layer 3
次は無線LAN！
PPPoE (PPP over Ethernet)
CH.11
http://online.plathome.co.jp/detail.html?scd=12440759
ch:5 (cf:2.432) ch:10 (cf:2.457) ch:14 (cf:2.484)
2.421 – 2.443
2.446 – 2.468
2.473 – 2.495
ch:4 (cf:2.427) ch:9 (cf:2.452)
2.416 – 2.438
2.441 – 2.463
ch:3 (cf:2.422) ch:8 (cf:2.447) ch:13 (cf:2.472)
2.411 – 2.433
2.436 – 2.458
2.461 – 2.483
ch:2 (cf:2.417) ch:7 (cf:2.442) ch:12 (cf:2.467)
2.406 – 2.428
2.431 – 2.453
2.456 – 2.478
ch:1 (cf:2.412) ch:6 (cf:2.437) ch:11 (cf:2.462)
2.401 – 2.423
2.426 – 2.448
2.451 – 2.473
2.400
2.420
2.440
2.460
2.480
HUB
(GHz)
7
無線LAN基地局
• 無線は共有帯域
– 誰かが喋るとみんなが聞こえる
– クライアントが集中すると遅くなる
• 有線⇔無線間はスイッチ
5ポートリピータ 1,380円程度
Blaster問題
• ウィルス
• IEEE802.3af-2003
– 次のホストに感染するため、大量のパケットを送信するタイプがある
• Ex. Blaster
– 帯域を大きく消費
http://www.dokechi.com/hardware/
productinfo.asp?categoryid=26&id=26000151
• 有線から無線、無線から無線に攻撃
• CNSでもフィルタ
空中線は共有
大量のパケット
http://online.plathome.co.jp /
detail.html?scd=12440759
Ethernet
•
LANケーブルからの電源供給
– 普通のCAT5ケーブル
– 世界で初めて電源の共通規格を提供
– 機器の消費電力が12.95W以下に限る
• 無線LAN基地局
http://www.cisco.com/japanese/warp/
public/3/jp/product/hs/wireless/airo1200/
– 高い場所に配置
– 電源をとるのが難しい
• IP電話
• セキュリティカメラ
http://online.plathome.co.jp /
detail.html?scd=12440759
スイッチ
PoE(Power over Ethernet)
100baseTX
http://www.uniden.com /product/
support2.cfm?product=UIP300
ウィルスに感染したホスト
PoE(Power over Ethernet)
• 供給側
AirStation専用のPoE受電アダプタ
– 100M程度
– 専用受電アダプタ
– PoE 対応 Switch
http://www.zdnet.co.jp/products/melco/wlepoer7.jpg
Power over Ethernet 対応スイッチ
やっと配線完了です！
ケーブルにラベルを！
• テプラ
• 紙のラベル
• 内容
接続先機器の名前
VLAN ID
– どの機器と接続しているのか？
– 単純に番号
– VLAN ID
ケーブルが密集すると、
何がどこに繋がっているか分からない
http://www.foundrynet.com/products/l23wiringcloset/
fastiron/FIedge2402_4802.html
http://www.nortelnetworks.com/products/02/bstk/
switches/baystack_460/japan/index_jp.html#
Catalyst 1
Port 1/8
8
19インチラック
PORTWELL PRA-1158
1Uラック８ポートKVM付
¥228,000
• 業界標準
–
–
–
–
–
インターネット接続は？
19インチラック
収容効率を上げる
人間が歩いても、機器やケーブルに触れない
配線しやすいようにパーツが付いている
排気処理
セキュリティ
キャビネット付き
収容！
SFC
http://online.plathome.co.jp /
detail.html?scd =11600697
Plathome TrusP4-1U/GCS
基本構成 ¥168,000
衛星回線
1.5/0.5Mbps
http://www.plathome.co.jp /factory/
tru/tru_P4_GCS_00.html
7万円程度
ATM 3Mbps
Extreme Summit 24e3
¥298,000
http://www.nca5.ad.jp/
Cisco7200.jpg
http://online.plathome.co.jp /
detail.html?scd =12410648
Cyclades-TS1000
16ポートシリアルコンソールサーバ
¥297,700
http://www.schroff.co.jp/
http://online.plathome.co.jp /
detail.html?scd =12440374
http://online.plathome.co.jp/
detail.html?scd=11040781
合宿地
ケーブルマネジメント用のパーツ
http://www.rittal.co.jp/prod50acce.html
SFC
SFC
衛星回線
論理的に書くと
• WEBトラフィックは衛星
• その他はATM
Down Link: 1.5Mbps
サーバセグメント
あ。。。電源。。。
対外線
http://www.jsat.net/
satellite/list.html
インターネット
インターネット
SFC / WIDE
SFC / WIDE
ネットワーク
ネットワーク
ユーザセグメント
Up Link: 0.5Mbps
合宿地ネットワーク
合宿地ネットワーク
9
まとめ
•
•
WIDE合宿の例を通して、Layer2の設計から実際
のネットワーク敷設作業までを学びました
そこで必要なのは
次の授業は
• 11/3 は休講です
• 11/10 IP層の働き、経路制御
1. 計測、予測
2. 配線の設計
•
•
•
全体の構成、バランス
機器の選定
メディアの選定
3. 必要なケーブル、配線部材の見積もり
4. がんばって紐をひく
5. 美しい収容
•
電源も重要
Delta 2F物理配線
3
4
5
6
7
1
2
8
9
12
AP
ラック
10
13
14
11
15
16
AP
17
18
19
20
21
10
Delta 2F物理配線
• 禁煙部屋、喫煙部屋の2部屋
• 禁煙部屋に設置されたラック内にスイッチを
設置
• セグメントはunfiltered, filtered, wireless
– スイッチでtagをほどいて、ポートに振り分け
– 1つの引き上げ点につき、unfiltered, filteredの2
本の線
• スイッチから、各ブースまで床下配線
• それぞれの部屋に1つの無線基地局
11