トランクポートとIEEE 802.1Q

複数VLANを1本のケーブルで運ぶ「トランク」

前回、VLANごとにアクセスポートを設定する方法を学びました。しかし、スイッチ同士を接続するリンクで、VLANの数だけケーブルを用意するのは非効率です。そこで使われるのがトランクポートです。

トランクポートは、複数のVLANのフレームを1本の物理リンクにまとめて流すための特殊なポートです。宅配便のトラック1台に、複数の家庭あての荷物をまとめて積み込むイメージに近いです。ただし、荷物を混同しないためには、それぞれの荷物に「どの家庭あてか」を示す荷札が必要ですよね。トランクリンクでも同じように、フレームに「どのVLANのものか」を示す目印が必要です。それを実現するのがIEEE 802.1Qという規格です。

IEEE 802.1Qタグの中身

802.1Qは、イーサネットフレームに4バイトのタグを挿入することで、そのフレームがどのVLANに属するかを示す規格です。このタグの中にVLAN IDを格納するフィールドがあり、これは12ビットの長さです。

12ビットで表現できる範囲は 0〜4095 ですが、実際に使えるVLAN IDは1〜4094です（0と4095は予約されており、通常は使用しません）。これが「VLAN IDは1〜4094まで」という数字の根拠です。

タグにはVLAN IDのほかに、優先度情報（CoS、QoSに関わる3ビットのフィールド)なども含まれますが、CCNAレベルではまず「4バイトのタグにVLAN IDが12ビットで入っている」という点を押さえておけば十分です。

トランクポートの設定

トランクポートの設定はシンプルです。対象のポートに switchport mode trunk を設定します。

Switch(config)# interface gigabitEthernet 0/1
Switch(config-if)# switchport mode trunk
Switch(config-if)# switchport trunk allowed vlan 10,20,30

switchport mode trunk でこのポートをトランクポートにします。さらに switchport trunk allowed vlan で、このトランクリンクを通過させたいVLANを明示的に指定できます。これを設定しない場合はデフォルトですべてのVLANが許可されますが、実務ではセキュリティや帯域の観点から、必要なVLANだけに絞り込むのが一般的です。

設定を確認する

トランクの状態は show interfaces trunk で確認します。

Switch# show interfaces trunk

Port        Mode         Encapsulation  Status        Native vlan
Gi0/1       on           802.1q         trunking      1

Port        Vlans allowed on trunk
Gi0/1       10,20,30

Modeがtrunkとして動作していること、使われているEncapsulationが802.1qであること、そしてVlans allowed on trunkに許可したVLANが表示されていることを確認できます。Native vlanという項目も見えますが、こちらは次回のテーマです。

試験でのポイント

CCNA試験では、802.1Qのタグサイズ（4バイト）、VLAN IDのビット数（12ビット）、使用可能なVLAN IDの範囲（1〜4094）という3つの数字がセットで問われやすいです。また、トランクポートの設定コマンド switchport mode trunk と、許可VLANを絞り込む switchport trunk allowed vlan の役割の違いも狙われます。「トランクにすればVLANを自動的に絞り込んでくれる」という誤解をしないよう、デフォルトではすべてのVLANが許可される点も覚えておきましょう。