Cisco シミュレータ Packet Tracer の実践例 (VLAN, HSRP, StaticRoute, EtherChannel)

## はじめに
Cisco Packet Tracer での設定・動作例(VLAN, StaticRoute, HSRP, EtherChannel) を記載する
Packet Tracer がこのくらいであれば自己学習・演習等で利用できることを確認している

## Packet Tracer のインストール方法
Packet Tracer については下記にまとめている

- Packet Tracer とは、PCへのインストール、サーバへのインストール
    - https://qiita.com/suzuyui/items/76764d7fc4b4183a7d45
- サーバ(Ubuntu)への ansible-playbook でのインストール
    - https://qiita.com/suzuyui/items/28cc525bd3c119aed741


## 実施内容

1. 事前設定 (スイッチ、PCの設置)
2. Access VLAN / 管理 VLAN
3. Trunk VLAN 
4. Static Route
5. HSRP
6. EtherChannel

構成は1~6で徐々に増やしていっており、継続した構成となっている(前に使ったものを使っている)
Gif にて、実際の動作をポイントで載せている


## 1. 事前設定

L2Switch(以下L2SW) と PC 2台を設置・接続して、PC 間で Ping を打てるまでを事前準備として実施する

- 下記機器を準備する
    - L2SW (2960) x1
    - Laptop x2

- 下記接続する
    - L2SW FastEthernet0/1 - Laptop0 FastEthernet0
    - L2SW FastEthernet0/2 - Laptop1 FastEthernet0

セットアップ画面例 (下記、Gif. 実際の設置方法は下記を参照)

![pt_fisrt_set.gif](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/326183/c39e9fca-58f7-ce0d-e499-55f3de67bad9.gif)


完成後画面

![スクリーンショット 2020-06-04 1.24.16.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/326183/75055d40-b743-e592-2e88-eaf15ccb0e79.png)



- PCのセットアップをする
    - Laptop0
        - FastEthernet0
            - IP Address: 192.168.0.1
            - Subnet Mask: 255.255.255.0
            - Gateway: 192.168.0.254
    - Laptop1
        - FastEthernet0
            - IP Address: 192.168.0.2
            - Subnet Mask: 255.255.255.0
            - Gateway: 192.168.0.254

IP設定, Ping実施画面 (下記 Gif. 設定方法は下記を参照)

![pt_pc_ping.gif](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/326183/9c67278a-1b79-33f6-c8ad-20efa873e7d4.gif)

Gateway設定 (下記画像参照)
今後の構成に使用するので、合わせて Gateway も設定する (各Laptop -> Config -> Settings -> Gateway)
![スクリーンショット 2021-07-10 18.59.58.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/326183/33fb23c8-4c2c-162e-1aeb-4e38c687fd70.png)



## 2. Access VLAN / 管理 VLAN

L2SW に管理 VLAN を設定して PC から telnet でログインできることを確認する
L2SW に Access VLAN を設定して、同じ VLAN 間の PC で Ping が打てることを確認する

下記設定を実施する

- VLAN設定
    - PC 接続ポートを vlan 100 にする
- 管理VLAN
    - SVI 100 に IP アドレス 192.168.0.251/24 を設定する
- ログイン設定
    - enable パスワード設定をする (cisco)
    - login パスワード設定をする (cisco)

構成概要図

![access_VLAN.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/326183/f274112d-bdd6-1c80-a28f-7fe79ae043b0.png)


下記が設定config例

```terminal:L2SW1
conf t
!
enable password cisco
!
line vty 0 15
 password cisco
 login
!
hostname L2SW1
!
vlan 100
!
interface Vlan100
 ip address 192.168.0.251 255.255.255.0
!
interface FastEthernet0/1
 switchport access vlan 100
!
interface FastEthernet0/2
 switchport access vlan 100
!
end
```

- 設定デモ画面 (Gif. 実際の設定/確認方法は下記参照)
    - 上記設定をコピーしておき、ログインして enable してペーストする
    - 設定保存する (write memory)
    - show run (show running-config) コマンドで設定内容を確認する
    - Laptop0 の Command Prompt で telnet してログインできることを確認する
        -  (VLAN設定したので STP 待ちで実際には50秒くらい待ってから実施する)
    -  パスワード cisco, enable パスワード cisco でログイン確認して exit する


![pt_access_vlan_switch_set.gif](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/326183/24fa8ff2-9b53-3bcf-2601-eeb7253e05b5.gif)

### 上記設定で参考になるサイト
https://www.infraexpert.com/study/ciscorouter5.html
https://www.infraexpert.com/study/ciscorouter6.html
https://www.infraexpert.com/study/vlanz1.html
https://www.infraexpert.com/study/vlanz3.html

## 3. Trunk VLAN 

L2SW を 2台用意して(1台追加して) L2SW 間を Trunk VLAN で接続して、L2SW間を挟んで同VLAN間でPingが打てることを確認する

- 下記機器を追加する
    - L2SW (2960) x1
    - Laptop x2

- 下記接続を実施する (やり方は「1. 事前設定」時の Gif を参照)
    - L2SW1 FastEthernet0/1 - Laptop0 FastEthernet0
    - L2SW1 FastEthernet0/2 - Laptop2 FastEthernet0
    - L2SW1 FastEthernet0/24 - L2SW2 FastEthernet0/24
    - L2SW2 FastEthernet0/1 - Laptop1 FastEthernet0
    - L2SW2 FastEthernet0/2 - Laptop3 FastEthernet0

- 追加したLaptop PCのセットアップをする (IP/Gateway設定方法は「1. 事前設定」時の Gif / 画像を参照)
    - Laptop2
        - FastEthernet0
            - IP Address: 192.168.1.1
            - Subnet Mask: 255.255.255.0
            - Gateway: 192.168.1.254
    - Laptop3
        - FastEthernet0
            - IP Address: 192.168.1.2
            - Subnet Mask: 255.255.255.0
            - Gateway: 192.168.1.254

構成概要図
![trunk_vlan.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/326183/b5083ba4-477e-fd9b-ec99-1829de4e2599.png)


下記が配置後の Packet Tracer での図例

![スクリーンショット 2020-06-04 1.53.59.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/326183/352065e2-8af7-38d8-32b5-7df3bdc64adb.png)



下記 Config を設定して L2SW 間を Trunk で接続する (設定方法は「2. Access VLAN / 管理 VLAN」時の Gif を参照)

- VLAN設定
    - 追加した Laptop を接続する VLAN 200 を追加する
    - L2SW 間の Interface (Fa0/24) を Trunk 設定で VLAN 100,200 を通す設定をする
- L2SW2 (2台目)
    - 1台目(L2SW1)同様にログイン設定等を合わせて実施する

```terminal:L2SW1
conf t
!
vlan 200
!
interface FastEthernet0/2
 switchport access vlan 200
!
interface FastEthernet0/24
 description L2SW1 Fa0/24
 switchport trunk allowed vlan 100,200
 switchport mode trunk
!
end
```

```terminal:L2SW2
conf t
!
enable password cisco
!
line vty 0 15
 password cisco
 login
!
hostname L2SW2
!
vlan 100
!
vlan 200
!
interface Vlan100
 ip address 192.168.0.250 255.255.255.0
!
interface FastEthernet0/1
 switchport access vlan 100
!
interface FastEthernet0/2
 switchport access vlan 200
!
interface FastEthernet0/24
 description L2SW1 Fa0/24
 switchport trunk allowed vlan 100,200
 switchport mode trunk
!
end
```

- 下記を確認する
    - Laptop2 (192.168.1.1) の Command Prompt から
        - Laptop3 (192.168.1.2) へ Ping を打てること
    - Laptop0 (192.168.0.1) の Command Prompt から
        - Laptop1 (192.168.0.2) へ Ping を打てること
        - L2SW2 (192.168.0.250) へ telnet でログインできること

上記確認例(Gif)

![pt_trunk_vlan_check.gif](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/326183/02e44015-7f50-d5cd-1ef8-f7050a41d4f3.gif)

### 上記設定で参考になるサイト
https://www.infraexpert.com/study/vlanz2.html
https://www.infraexpert.com/study/vlanz10.html

## 4. Static Route
これまでとは異なり L3 Switch の機器である、3650 を 2台使用して、
ルーティングを確認する

- 下記機器を追加する
    - L3SW (3650) x2

- 下記接続を実施する (やり方は「1. 事前設定」時の Gif を参照)
    - L3SW1 GigabitEthernet1/0/24 - L3SW2 GigabitEthernet1/0/24\

実施することは下記

- 機器ログイン設定
    - パスワード,ホスト名の設定 (やり方は、2. Access VLAN / 管理 VLAN を参照)
- ルーティング機能の有効化
    - L3スイッチはルーティングする場合はルーティング機能を有効化する必要がある
- 接続アドレス(routed)の作成
    - L3SW1,L3SW2 の接続区間をroutedポートとして、/30のアドレスで接続する
        - L3SW1 GigabitEthernet1/0/24 : 192.168.2.1/32
        - L3SW2 GigabitEthernet1/0/24 : 192.168.2.2/32
- Loopback アドレスの作成
    - 機器のアドレスとして Loopback アドレス付与する
        - L3SW1(1台目) Loopback0 : 192.168.3.1/32
        - L3SW2(2台目) Loopback0 : 192.168.3.2/32
- Static Route の作成
    - L3SW1 と L3SW2 の Loopback へお互いに疎通できるようにルーティングを付与する
        - L3SW1: 192.168.3.2/32 NextHop 192.168.2.2(L3SW2,Gi1/0/24向け)
        - L3SW2: 192.168.3.1/32 NextHop 192.168.2.1(L3SW2,Gi1/0/24向け)
    - L3SW1 から L3SW2 の Loopback アドレスへ Ping ができるようになっていること

上記内容での構成概要図

![ static_route.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/326183/b8d7cf76-dcd5-6e67-8992-db9023e099a0.png)


3650 は設置後に電源モジュールを入れることで電源が入るので、
配置後電源モジュールを入れてから、設定を進める。

電源投入の例は下記(Gif)

![3650boot.gif](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/326183/c364b08a-6ec9-59a2-2ddc-e611078e90bf.gif)

下記に設定例Configを記載する

```terminal:L3SW1
conf t
!
enable password cisco
!
line vty 0 15
 password cisco
 login
!
hostname L3SW1
!
ip routing
!
interface Loopback0
 ip address 192.168.3.1 255.255.255.255
!
interface GigabitEthernet1/0/24
 no switchport
 ip address 192.168.2.1 255.255.255.252
!
ip route 192.168.3.2 255.255.255.255 192.168.2.2 
!
end
```

```terminal:L3SW2
conf t
!
enable password cisco
!
line vty 0 15
 password cisco
 login
!
hostname L3SW2
!
ip routing
!
interface Loopback0
 ip address 192.168.3.2 255.255.255.255
!
interface GigabitEthernet1/0/24
 no switchport
 ip address 192.168.2.2 255.255.255.252
!
ip route 192.168.3.1 255.255.255.255 192.168.2.1
!
end
```

下記、完了後の動作例。(gif)

![staticroute.gif](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/326183/88745e01-619d-4ae0-41f7-fd582a65cf51.gif)

### 上記設定で参考になるサイト
https://www.infraexpert.com/study/vlanz15.html
https://www.infraexpert.com/study/routing3.html



## 5. HSRP
L2SW の VLAN100, 200 の Gateway として、L3SW と接続する。
Gateway を冗長化するため HSRP (Hot Standby Router Protocol) を使用し、冗長した Gateway を構築する

- 下記接続を実施する (やり方は「1. 事前設定」時の Gif を参照)
    - L3SW1 GigabitEthernet1/0/24 - L2SW1 FastEthernet0/22
    - L3SW1 GigabitEthernet1/0/24 - L2SW1 FastEthernet0/22

実施することは下記

- L3SW ~ L2SW 間を Trunk VLAN で接続する
- L3SW にVLAN 100, 200 の SVI を作成する
    - L3SW1
        - SVI 100: 192.168.0.253
        - SVI 200: 192.168.1.253
    - L3SW2
        - SVI 100: 192.168.0.252
        - SVI 200: 192.168.1.252
- HRPPの設定をする
    - パラメータはなんでもいいがここでは下記とする
        - SVI100
            - ID: 1
            - Priority: 1系,100(Default) 2系,90
            - VIP: 192.168.0.254
        - SVI200
            - ID: 2
            - Priority: 1系,100(Default) 2系,90
            - VIP: 192.168.1.254
- L3SW の間に冗長経路として VLAN100,200のセグメントを追加する
    - L3SW1: 192.168.0.0/24, 192.168.1.0/24 NextHop 192.168.2.2
    - L3SW2: 192.168.0.0/24, 192.168.1.0/24 NextHop 192.168.2.1

上記を設定でのこれまでと合わせた構成概要図

![HSRP.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/326183/3bda6d04-544d-ca3f-4e78-3190dcbfbe51.png)


```terminal:L3SW1
conf t
!
vlan 100
!
vlan 200
!
interface GigabitEthernet1/0/1
 description L2SW1 Fa0/22
 switchport trunk allowed vlan 100,200
 switchport trunk encapsulation dot1q
 switchport mode trunk
!
interface Vlan100
 ip address 192.168.0.253 255.255.255.0
 standby 1 ip 192.168.0.254
 standby 1 preempt
!
interface Vlan200
 ip address 192.168.1.253 255.255.255.0
 standby 2 ip 192.168.1.254
 standby 2 preempt
!
ip route 192.168.0.0 255.255.255.0 192.168.2.2 
ip route 192.168.1.0 255.255.255.0 192.168.2.2 
!
end
```

```terminal:L3SW2
conf t
!
vlan 100
!
vlan 200
!
interface GigabitEthernet1/0/1
 description L2SW1 Fa0/22
 switchport trunk allowed vlan 100,200
 switchport trunk encapsulation dot1q
 switchport mode trunk
!
interface Vlan100
 ip address 192.168.0.252 255.255.255.0
 standby 1 ip 192.168.0.254
 standby 1 priority 90
 standby 1 preempt
!
interface Vlan200
 ip address 192.168.1.252 255.255.255.0
 standby 2 ip 192.168.1.254
 standby 2 priority 90
 standby 2 preempt
!
ip route 192.168.0.0 255.255.255.0 192.168.2.1 
ip route 192.168.1.0 255.255.255.0 192.168.2.1 
!
end
```

```terminal:L2SW1
conf t
!
interface FastEthernet0/22
 description L3SW1 Fa0/24
 switchport trunk allowed vlan 100,200
 switchport mode trunk
!
end
```

```terminal:L2SW2
conf t
!
interface FastEthernet0/22
 description L3SW2 Fa0/24
 switchport trunk allowed vlan 100,200
 switchport mode trunk
!
end
```

- 下記構築後の動作例(Gif)
    - PC から Gateway と L3SW1 の Loopback0 へ Ping が届くことを確認
    - HSRP 状態確認し L3SW1 側が Active, L3SW2 側が Standby になっていることを確認
    - L3SW1 ~ L2SW1 の間のケーブルを消す
    - PC から L3SW1 (Loopback0) への Ping が断して復旧することを確認
    - L3SW2 側が HSRP が Active になったことを確認

![hsrp.gif](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/326183/25a583f7-0653-fa57-94df-c1b8a380ceb6.gif)

### 上記設定で参考になるサイト
https://www.infraexpert.com/study/fhrpz01.html
https://www.infraexpert.com/study/fhrpz02.html


## 6. EtherChannel
**2020.06.09追加**

L2SW 間の接続を 2本にして EtherChannel (LACP) 構成にする
また、ループ構造がないため、STP は OFF にする
(STP OFF にしないと構築は問題ないが、動作確認時にツール動作が一部不安定なことを確認したため)

- 下記接続を追加する (やり方は「1. 事前設定」時の Gif を参照)
    - L2SW1 FastEthernet0/23 - L2SW2 FastEthernet0/23

実施することは下記

- L2SW1, L2SW2
    - Port-Channel ポートを作成する
        - port-channel-id, group-number: 1
        - 対象 IF: FastEthernet0/23, FastEthernet0/24
        - mode active
    - 設定はこれまでの、FastEthernet0/24 と同じにする (trunk vlan 100,200)
    - no spanning-tree vlan 100,200 で両 L2SW のVLAN 100,200 を STP OFF にする

上記内容での構成概要図(L2SW1, L2SW2のみ)

![lacp.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/326183/8cfdcb5a-fbf5-f35c-947b-dfce62372e6a.png)


上記含む全体構成概要
![全体+lacp.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/326183/ffb2697c-d51b-8a55-daea-bb7f49d92133.png)


下記設定例

```terminal:L2SW1
conf t
!
no spanning-tree vlan 100,200
!
default interface FastEthernet 0/23
!
default interface FastEthernet 0/24
!
interface FastEthernet0/23
 description L2SW2 Fa0/23
 switchport mode trunk
 channel-group 1 mode active
 no shutdown
!
interface FastEthernet0/24
 description L2SW2 Fa0/24
 switchport mode trunk
 channel-group 1 mode active
 no shutdown
!
interface Port-channel1
 description L2SW2 Po1
 switchport trunk allowed vlan 100,200
 switchport mode trunk
 no shutdown
!
end
```

```terminal:L2SW2
conf t
!
no spanning-tree vlan 100,200
!
default interface FastEthernet 0/23
!
default interface FastEthernet 0/24
!
interface FastEthernet0/23
 description L2SW1 Fa0/23
 switchport mode trunk
 channel-group 1 mode active
 no shutdown
!
interface FastEthernet0/24
 description L2SW1 Fa0/24
 switchport mode trunk
 channel-group 1 mode active
 no shutdown
!
interface Port-channel1
 description L2SW1 Po1
 switchport trunk allowed vlan 100,200
 switchport mode trunk
 no shutdown
!
end
```

![スクリーンショット 2020-06-09 1.00.05.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/326183/88b9a5ef-05a5-f770-898a-3a6cb1b0153f.png)

- 動作確認 (GIF)
    - L2SW2 配下の Laptop1 から L3SW1 へ Ping (L2SW1 ~ L2SW2 の間を通る通信)
    - Etharchannel の ポートを1ポートずつ消しても Ping 断しないことを確認

![lacp_stp.gif](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/326183/f04b155b-92bd-87c0-c410-442069ee3660.gif)


### 上記設定で参考になるサイト
https://www.infraexpert.com/study/etherchannelz1.html
https://www.infraexpert.com/study/etherchannelz3.html
https://www.infraexpert.com/study/stpz5.html

実践例は以上。

## おわりに
Cisco Packet Tracer での簡単な実践例を記載した
このように簡単な設定であれば Cisco の実機と変わりない設定を使用して、Cisco 設定演習が可能であることがわかった