【スキルアップ】第4回「NVSのCCNP講座」6日目～ENCOR Day1～ プロセススイッチング、CEF、DTP、STP、EtherChannel

こんにちは！
NVS(ネットビジョンシステムズ) 広報部です。

2021年12月4日より、第4回CCNP研修がスタートしました。
今回もCCNP研修のレポートをお届け致します。

前回に引き続き、スクール講師メンバーよりお届けいたします！
今回も演習問題をご用意いたしましたので、ぜひチャレンジしてみて下さい。

■以前の研修内容についてはこちらをご覧ください。
ネットビジョンシステムズ株式会社　ブログ一覧（CCNP研修）

❚ CCNPを学習するのがおススメの人は?

現在のCCNPですが、問題傾向として割と設定や図をみて答える問題が多いです。

なので、「実務のトラブルシューティング」でも役に立つような内容が学べると言えます。
CCNAで基礎を学び、現場で使えるスキルを身に着けたい方にはおススメです。

上位資格ということもあり、基礎を前提として、「Cisco機器の設定・確認」「トラブルシューティング」などに特化した内容となっています。
ベンダー色は強めですが、Cisco機器を業務で使っているNWエンジニアであれば取得することで
大きく視野が広がるかと思います。

特に、要件提案、(0からの)基本・詳細設計などに関わる方は、
・プロトコルの動作は前提として、Cisco機器のどの表示を見れば状態がわかるのか?
・どのコマンドを打てば設定を変更できるのか?
などが求められていきます。

CCNAではざっくりでしたが、CCNPではより詳しく学ぶことができます。

結論として、「Cisco機器の操作をさらに極めたい」「Cisco機器を使った設計・構築に携わりたい」と言う方には、必須レベルで必要になる資格です。
上記の目的がある方はチャレンジしてみると良いでしょう。

❚ Day 6 講義内容

本日は
①PacketForwarding(CEFやプロセススイッチング)
②Layer2総合(VLANやDTPなど)
③STP
④Ether Channel(Link Aggrigation)
を行いました。

上記の分野はCCNPの試験ではあまり多くは出題されません。
また、CCNAの内容の延長なので、あまり時間を割かなくても問題を解くことができるかと思います。
この分野は傾向をしっかりつかんで対策をしていくことが重要です。

①PacketForwarding(CEFやプロセススイッチング)
ここではルータやL3スイッチのの転送方式について講義を行いました。
この分野は「キーワード」をしっかりと抑えるのがポイントとなります。

◆コントロールプレーンとデータプレーン
ルータやL3スイッチの機能を大きく分類すると、データプレーンとコントロールプレーンと(バックプレーン)分類できます。

・データープレーン
⇒ルーティングテーブルの検索、Cisco機器ではACL、QoSの処理が行われる部分です。
ASIC(メモリの1種)やTCAM(メモリの1種)などを用いて行われるハードウェアレベルの「転送」処理を行う部分です。

・コントロールプレーン
⇒ルーティングテーブルの作成・維持、MACアドレスの作成・維持、ARPよるアドレス解決などが行われる部分です。
汎用CPUや周辺のメモリなど用いたソフトウェアレベルの「制御処理」を行う部分です。

・バックプレーン
⇒シャーシ間やラインカードを接続する部分（内部バス）のこと。回路という機能に分類することができます。

ここで注目したいのは、「データプレーン」になります。

★ポイント①★
データプレーンではASICやTCAMと呼ばれる特定の処理に特化したメモリが内蔵されており、転送処理などに特化されるようになっています。

①CAM (Content Addressable/Associative Memory)
主にL2スイッチで使用される。主にMACアドレステーブルの検索に特化したメモリICである。

②TCAM(Ternary Content Addressable/Associative Memory)
主にL3スイッチやルータで使用される。主にルーティングテーブル(CEFではFIBテーブル)の検索処理に特化したメモリICであるCisco機器では、それが以外にもACLやQosなどにも応用されている

③ASIC (Application Specific Integrated Circuit)
特定の処理に特化したロジックIC。検索処理以外に特化したICである。

参考文献
改訂新版 Cisco Catalyst LAN スイッチ教科書(シスコシステムズ株式会社 LANスイッチワーキンググループ 著, 2014)

★ポイント②★
◆パケット転送方式の違い
今現在ではデータプレーンを使用し、パケットを転送することが一般的ですが、そこに至るまでには様々な方式が開発されています。プロセススイッチング、ファストスイッチング、CEFというものがあります。

・プロセススイッチング
プロセススイッチング方式は、全てのパケットを1つ1つCPUでチェックし、コントロールプレーンで処理を行う方式です。
CPUに負荷がかかり、高速な転送はできません。この方法ではパフォーマンスが低下するため、現在では、ファストスイッチングやCEFで使用しているTCAMが上限になるか(参考)、トラブルシューティングの最後の手段としてしか使用されません。

・ファストスイッチング
ファストスイッチング方式は、一度コントロールプレーンで検索した内容をデータプレーンにキャッシュとして保存し、以降該当のパケットが来た場合にはデータプレーンで処理する方式です。
同じパケットが大量に発生する環境では良いですが、初めて受信するパケットはコントロールプレーンで処理されるため、Cisco機器では現在採用されない方式となっています。

・CEF(Cisco Express Forwarding)
CEFは、データプレーンに予め、RIB(ルーティングテーブル)からFIB(Forwarding Information Base)を、ARPテーブルから隣接テーブルを作成します。
FIBと隣接テーブルの紐づけを作成しておき、1回の検索で転送に必要な情報を高速に取得できる方式です。FIBを検索すれば同時に隣接テーブルの情報も判明し、付与しなければならないL2ヘッダがすぐに取り出せます。IOS12以降では、CEFがデフォルトで有効になっています。

上記の内容などをしっかり押さえておきましょう!

②L2総合
L2の分野はCCNAの延長です。特に押さえておいて欲しいのはDTP(Dynamic Trunking Protocol)です。DTPのモードについてしっかり押さえておきましょう!

③STP
STPではCCNAではSTPおよびRSTPだけでしたが、MSTPと言うものが追加で登場します。
MSTPとは、複数のVLANを「インスタンス」というものにまとめSTPトポロジを作成するものになります。

STPで重要になるのが「ポートの役割の選出」です。
STPでは、ルートポート(RP)、指定ポート(DP)、非指定ポート(NDP)の仕方がわからないと解けないような問題が出てくる傾向になります。それぞれの選定の仕方をしっかりマスターしておきましょう。

④Ether Channel
Ether Channel(イーサチャネル)は、物理的に複数のリンクを論理的に1つに束ねる技術になります。
Ether Channelのポイントは、それぞれのモードです。

Ether Channelのモードに関する問題は、CCNAでも頻出範囲ですが、CCNPでも出題傾向が高いです。しっかり押さえておきましょう!

◤演習問題にチャレンジ！◢

Q1.CEFとプロセススイッチングの違いを正しく述べているのは?

a.プロセススイッチングはCEFよりも高速である
b.プロセススイッチングはCPUでパケットが処理され、CEFはFIBと隣接関係テーブルでパケットが処理される
c.CEFはプロセススイッチングよりもCPU負荷が高い
d.CEFはプロセススイッチングよりも低速である

Q2.図を参照してください。SW1とSW2でトランクリンクを形成できません。問題を解決する方法を下記から選んで下さい(2つ選択)。

a.SW2のfa0/1のmodeをdynamic desirableに設定する
b.SW2のfa0/1のmodeをaccessに設定する
c.SW2のfa0/1のmodeをtrunkに設定する
d.SW2のfa0/1のmodeをdynamic autoに設定する

Q3図を参照してください。PCAからSW1への通信はどのSWを辿っていきますか?

a.SW3⇒SW1
b.SW3⇒SW2⇒SW4⇒SW1
c.SW3⇒SW2⇒SW1
d.辿り着かない

Q4.図を参照してください。SW1とSW2のEtherChannelが成立しません。修正するためにはどのようにすれば良いですか?

a.SW2のfa0/1とfa0/2の設定をdesirableにする
b.SW1のfa0/1とfa0/2の設定をactiveにする
c.SW1のfa0/1とfa0/2の設定をautoにする
d.SW2のfa0/1とfa0/2の設定をactiveにする

◤演習問題 解答・解説はこちら◢

Q1.解答　b 　

CEFはデータプレーンで転送処理を行うため高速です。
プロセススイッチングはCPUで転送処理を行うため、CEFと比べると低速です。
※<参考>
https://www.infraexpert.com/study/catalyst22.html


Q2.解答　aとc 　

表示よりSW1のmodeはautoであると判断できるため、
トランクリンクを形成するためには、SW2のfa0/1の設定を
trunkもしくはdynamic desirableに設定する必要があります。

※<参考>
https://www.n-study.com/vlan-detail/cisco-dtp/


Q3.解答　c

RP、DP、NDPは上記のようになるため、
SW3⇒SW2⇒SW1
を辿ります。

※<参考>
https://www.infraexpert.com/study/stpz1.html


Q4.解答　d 　

図を参照すると
SW1はLACP
SW2はStatic(on)
で構成されていることが分かります。

よって上記選択肢で成立するのは
d.SW2のfa0/1とfa0/2の設定をactiveにする
のみです。

※<参考>
https://www.infraexpert.com/study/etherchannelz1.html

※参考サイトはあくまで参考までにご確認下さい。正確な情報などはCiscoのコマンドリファレンスなどを参照して下さい。

❚ 最後までありがとうございました！

■当スクールを詳しく知りたいという方は、こちらの記事もよければご覧ください。
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講師は、現場経験のある社員が担当しているため、現場での小話やアドバイスなども共有しています。
また、多くの実績から得たノウハウから、躓きやすいポイントや受験にあたっての注意などもお伝えしているので、自信をもって受験できると思います！

以上、第4回「NVSのCCNP講座」6日目レポートでした！
最後までお付き合いくださり、ありがとうございました！

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現在、IT業界は人材不足の課題を抱えています。
第４インフラのネットワークを支えるネットワークエンジニアを育て輩出し続けることが
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NVSには業界未経験で入社し、エンジニアとして活躍する社員が多く在籍しております。
研修の講師もエンジニアなので、技術面のサポートにも力を入れております。

未経験からでも学習欲があれば活躍できるのがネットワークエンジニアだと思っています。
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この記事を読んでくださった 皆様に
NVSやネットワークエンジニアへの興味をもっていただければ、幸いです。

今後もNVSのことや、業界のことを色々発信していく予定ですので、
引き続きよろしくお願いいたします。