レイヤー 2 転送テーブル

スイッチ、ルーター、NFX シリーズ デバイス上のレイヤー 2 転送テーブルの理解

レイヤー2ブリッジングをサポートするために、レイヤー2 MACアドレスとVLAN学習および転送プロパティを設定できます。ユニキャスト メディア アクセス制御(MAC)アドレスは、VLAN 内のすべてのポートへのパケットのフラッディングを回避するために学習されます。送信元MACエントリーは、VLANに属するポートで受信したパケットから学習したMACアドレスごとに、送信元および宛先MACテーブルに作成されます。

VLAN を設定すると、レイヤー 2 アドレス学習がデフォルトで有効になります。VLANは、VLAN内のすべてのポートへのパケットのフラッディングを回避するために、ユニキャストMAC(メディアアクセス制御)アドレスを学習します。各VLANは、VLANに属するポートで受信したパケットから学習した送信元MACアドレスごとに、送信元および宛先MACテーブルに送信元MACエントリを作成します。

オプションで、デバイス全体、または特定のVLANや論理インターフェイスのMAC学習を無効にすることができます。次のレイヤー 2 学習および転送プロパティも設定できます。

• MAC エントリーのタイムアウト間隔

• 論理インターフェイス専用の静的MACエントリー

• 特定の論理インターフェイスまたはVLAN内のすべての論理インターフェイスから学習したMACアドレスの数に制限

• VLANのMACアドレステーブルのサイズ

• VLANのMACアカウンティング

セキュリティデバイス上のレイヤー2転送テーブルの理解

SRXシリーズのファイアウォールは、各レイヤー2 VLANのMACアドレスと関連づけられたインターフェイスが含まれる転送テーブルを維持します。フレームヘッダーに新しい送信元MACアドレスが含まれるパケットが到着すると、デバイスはそのMACアドレスを転送テーブルに追加し、パケットが到着したインターフェイスを追跡します。このテーブルには、デバイスが特定の MAC アドレス宛てのトラフィックを転送できる対応するインターフェイスも含まれています。

パケットの宛先MACアドレスがデバイスで不明な場合(つまり、パケットの宛先MACアドレスに転送テーブルにエントリがない場合)、デバイスはパケットを複製し、パケットが到着したインターフェイス以外のVLAN内のすべてのインターフェイスにフラッディングします。これは パケットフラッディング と呼ばれ、デバイスが不明な宛先MACアドレスの発信インターフェイスを決定する際のデフォルトの動作です。パケット フラッディングは、次の 2 つのレベルで実行されます。パケットは、設定されたレイヤー2セキュリティポリシーで許可されている異なるゾーンにフラッディングされ、パケットも同じゾーン内の同じVLAN識別子を持つ異なるインターフェイスにもフラッディングされます。デバイスは、MACアドレスのMACアドレスを持つ応答がインターフェイスの1つに到着すると、そのMACアドレスの転送インターフェイスを学習します。

SRXシリーズファイアウォールが、パケットフラッディングではなく、ARPクエリとトレースルートリクエスト(Time-to-live値が1に設定されたICMPエコーリクエスト)を使用して、不明な宛先MACアドレスを特定するように指定できます。この方法は、デバイスがすべてのインターフェイスでARPクエリーとトレースルートパケット(最初のパケットではない)をフラッディングするため、パケットフラッディングよりも安全であると考えられています。ARP または traceroute フラッディングを使用すると、元のパケットは破棄されます。デバイスは、ARP または ICMP クエリーを同じサブネットワーク上の他のすべてのデバイスにブロードキャストし、指定された宛先 IP アドレスのデバイスに応答を返すように要求します。指定された IP アドレスを持つデバイスのみが応答し、リクエスターにレスポンダの MAC アドレスを提供します。

ARP により、宛先 IP アドレスがイングレス IP アドレスと同じサブネットワーク内にある場合、デバイスはユニキャスト パケットの宛先 MAC アドレスを検出できます。(イングレスIPアドレスとは、パケットをデバイスに送信する最後のデバイスのIPアドレスを指します。デバイスは、パケットを送信した送信元またはパケットを転送するルーターである可能性があります)。traceroute を使用すると、宛先 IP アドレスがイングレス IP アドレス以外のサブネットワーク内のデバイスに属している場合でも、デバイスは宛先 MAC アドレスを検出できます。

ARP クエリーを有効にして不明な宛先 MAC アドレスを検索すると、トレースルート要求も有効になります。オプションで、トレースルート要求を使用しないように指定することもできます。ただし、ユニキャスト パケットの宛先 MAC アドレスを検出できるのは、宛先 IP アドレスがイングレス IP アドレスと同じサブネットワーク内にある場合のみです。

ARPクエリとトレースルートリクエストを有効にするか、ARPのみのクエリを有効にして不明な宛先MACアドレスを見つけるかにかかわらず、SRXシリーズファイアウォールは次の一連のアクションを実行します。

1. デバイスは、最初のパケットの宛先 MAC アドレスを記録します。送信元 MAC アドレスとそれに対応するインターフェイスがまだ存在しない場合は、デバイスが転送テーブルに追加されます。

2. デバイスは最初のパケットをドロップします。

3. デバイスは、ARP クエリー パケットとオプションでトレースルート パケットを生成し、最初のパケットが到着したインターフェイスを除くすべてのインターフェイスからこれらのパケットをフラッディングします。

   ARPパケットは、以下のフィールド値で送信されます。

   • IRB の IP アドレスに設定された送信元 IP アドレス

   • 元のパケットの宛先IPアドレスに設定された宛先IPアドレス

   • IRB の MAC アドレスに設定された送信元 MAC アドレス

   • ブロードキャストMACアドレスに設定された宛先MACアドレス(すべて 0xf)

   トレースルート(ICMPエコーリクエストまたはping)パケットは、以下のフィールド値で送信されます。

   • 元のパケットのIPアドレスに設定された送信元IPアドレス

   • 元のパケットの宛先IPアドレスに設定された宛先IPアドレス

   • 元のパケットの送信元MACアドレスに設定された送信元MACアドレス

   • 元のパケットの宛先MACアドレスに設定された宛先MACアドレス

   • TTL(Time-to-live)をに設定 1

4. 最初のパケットの宛先 MAC アドレスと、その MAC アドレスにつながるインターフェイスを組み合わせることで、デバイスは転送テーブルに新しいエントリーを追加します。

5. デバイスは、宛先 MAC アドレス宛てに受信した後続のすべてのパケットを、正しいインターフェイスから宛先に転送します。

統合型フォワーディングテーブルのメリット

従来、転送テーブルは静的に定義され、アドレスのタイプごとに一定数のエントリーしかサポートしていませんでした。統合型フォワーディング テーブル(UFT)には、次のような利点があります。

• 転送テーブルのリソースを割り当て、ネットワークのニーズに応じて、異なるアドレス タイプで使用可能なメモリを最適化できます。

• あるタイプのアドレスまたは別のタイプのアドレスに、より高い割合のメモリを割り当てることができます。

統合型転送テーブルを使用したアドレス ストレージの最適化

EX4400、EX4600、EX4650、QFX5100、QFX5110、QFX5120、および QFX5200 スイッチでは、以下を保存するために使用できる転送テーブル メモリの割り当てを制御できます。

• MAC アドレス—レイヤー 2 環境では、スイッチは新しい MAC アドレスを学習し、MAC アドレス テーブルに保存します。

• レイヤー 3 ホスト エントリー—レイヤー 2 およびレイヤー 3 環境では、スイッチはどの IP アドレスがどの MAC アドレスにマッピングされているかを学習します。これらのキーと値のペアは、レイヤー 3 ホストテーブルに格納されます。

• 最長プレフィックス一致(LPM)テーブルエントリ—レイヤー3環境では、スイッチにはルーティングテーブルがあり、最も具体的なルートの転送テーブルには、プレフィックスまたはネットマスクをネクストホップに関連付けるためのエントリがあります。ただし、すべての IPv4 /32 プレフィックスと IPv6 /128 プレフィックスはレイヤー 3 ホスト テーブルに格納されていることに注意してください。

UFTは基本的に、3つの異なる転送テーブルを組み合わせて、柔軟なリソース割り当てを備えた1つのテーブルを作成します。ネットワークのニーズに最も適した5つの転送テーブルプロファイルから1つを選択できます。各プロファイルは、アドレスのタイプごとに異なる最大値で設定されます。たとえば、多数のサーバーと仮想化されたマシンを持つ仮想化ネットワークなど、大量のレイヤー2トラフィックを処理するスイッチの場合、メモリの割合をMACアドレスに割り当てるプロファイルを選択する可能性があります。スイッチがネットワークのコアで動作し、IPファブリックに参加する場合は、格納できるルーティング・テーブル・エントリーの数を最大化する必要があります。この場合は、より高い割合のメモリをロンゲストマッチプレフィックスに割り当てるプロファイルを選択します。QFX5200スイッチは、MACアドレス、レイヤー3ホストアドレス、およびLPMプレフィックスの合計128,000エントリで、使用可能な4つの共有メモリバンクをパーティション分割できるカスタムプロファイルをサポートしています。

MACアドレスとホストアドレスの割り当てについて

5 つのプロファイルがすべてサポートされており、それぞれがレイヤー 2 またはレイヤー 3 エントリに異なる量のメモリを割り当てるため、ネットワークのニーズに最適なプロファイルを選択できます。ただし、QFX5200スイッチとQFX5210スイッチは、プロファイルごとに他のスイッチとは異なる最大値をサポートします。カスタム プロファイルの詳細については、「 スイッチでの統合型転送テーブルの設定」を参照してください。

表 1 EX4400スイッチのMACアドレスとホストテーブルエントリーについて、選択できるプロファイルと関連する最大値をリストアップします。

表 2 EX4600およびQFX5100スイッチのMACアドレスとホストテーブルエントリーについて、選択できるプロファイルと関連する最大値をリストアップします。

表 3 選択可能なプロファイルと、QFX5110スイッチの MAC アドレスとホスト テーブル エントリに関連する最大値をリストします。

表 4 は、プレフィックス エントリに応じたQFX5110 スイッチの LPM テーブル サイズの変化を示します。

表 5 は、QFX5200-32Cスイッチ上のMACアドレスおよびホストテーブルエントリーの選択可能なプロファイルと関連する最大値をリストアップします。

表 6 は、QFX5200-48Y スイッチの MAC アドレスとホスト テーブル エントリーに選択できるプロファイルと、関連する最大値を示しています。

表 7 は、プレフィックス エントリに応じた QFX5200-48Y スイッチの LPM テーブル サイズの変化を示しています。

表 8 QFX5210-64C スイッチの MAC アドレスおよびホスト テーブル エントリの選択可能なプロファイルと関連する最大値をリストします。

表 9 EX4650およびQFX5120スイッチのMACアドレスとホストテーブルエントリーについて、選択できるプロファイルと関連する最大値をリストアップします。

表 10 は、プレフィックス エントリに応じた QFX5210-64C スイッチの LPM テーブル サイズの変化を示します。

表 11 は、IPv6/128プレフィックスエントリの変化に応じたEX4650およびQFX5120スイッチのレイヤー3 Defipテーブルサイズの変化を示しています。

Junos OS Evolvedリリース向けQFX5130およびQFX5700スイッチ上の統合フォワーディングテーブルプロファイル

Junos OS Evolvedの[edit system packet-forwarding-options]階層レベルで forwarding-profile 設定ステートメントを使用して、QFX5130およびQFX5700スイッチ上の統合転送テーブルの転送プロファイルを設定できます。

プロファイルごとのスケールを表示するには、[ show pfe uft-profile-info ]コマンドを使用します。

TCAM(Ternary Content Addressable Memory)と最長プレフィックス一致エントリーについて

TCAM(Ternary Content Addressable Memory)に使用可能なスペースを設定して、最長プレフィックス一致エントリにより多くのメモリを割り当てることで、非LPMプロファイルをさらにカスタマイズできます。これらのIPv6アドレスに割り当てられるエントリの数を変更することができ、基本的に、任意のプレフィックス長のLPM IPv4エントリまたはプレフィックス長が64の短いIPv6エントリに多かれ少なかれスペースを割り当てます。LPM エントリの TCAM メモリ領域のデフォルト パラメータを変更する方法の詳細については、 スイッチでの統合型転送テーブルの設定を参照してください。

レイヤー2トラフィックが重いプロファイルのホストテーブルの例

表 13 EX4600およびQFX5100スイッチで l2-profile-one プロファイルを使用する場合にホストテーブルに格納できる有効なさまざまな組み合わせを示しています。このプロファイルは、メモリの割合をレイヤー 2 アドレスに割り当てます。デフォルト値は、他のスイッチでは異なる場合があることに注意してください。表の各行は、ホスト表がいっぱいで、それ以上の項目を収容できない場合を表します。