【DMVPN】フェーズ1をわかりやすく解説

2020.08.07

　DMVPNは、フェーズ1〜3までの3つのバージョンがあります。この記事はフェーズ1について取り上げます。

　フェーズ1では、NHRPを使用して、スポークはハブルータに自身を登録します。ハブルータは、マルチポイントGREにより全てのスポークとGREトンネルを張ります。ただし、すべてのスポークはハブルータへの静的トンネルのままなので、動的なスポーク間接続はありません。スポーク間の通信はハブルータを折り返すため、ハブルータの処理負荷が高くなります。

　それでは以下の構成でDMVPN フェーズ1の設定、動作確認をします。

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アンダーレイの設定

　まず、パブリックネットワークであるアンダーレイネットワークの設定をします。アンダーレイネットワークは169.254.0.0/16のサブネットで構成されており、このサブネット間で疎通ができればOKです。

R2(config)#interface FastEthernet0/0.23
R2(config-subif)# encapsulation dot1Q 23
R2(config-subif)# ip address 169.254.23.2 255.255.255.0
R2(config-subif)#exit
R2(config)#ip route 169.254.0.0 255.255.0.0 169.254.23.3

R3(config)#interface FastEthernet0/0.23
R3(config-subif)# encapsulation dot1Q 23
R3(config-subif)# ip address 169.254.23.3 255.255.255.0
R3(config)#interface FastEthernet0/0.35
R3(config-subif)# encapsulation dot1Q 35
R3(config-subif)# ip address 169.254.35.3 255.255.255.0
R3(config)#interface FastEthernet0/0.36
R3(config-subif)# encapsulation dot1Q 36
R3(config-subif)# ip address 169.254.36.3 255.255.255.0

R5(config)#interface FastEthernet0/0.35
R5(config-subif)# encapsulation dot1Q 35
R5(config-subif)# ip address 169.254.35.5 255.255.255.0
R5(config-subif)#exit
R5(config)#ip route 169.254.0.0 255.255.0.0 169.254.35.3

R6(config)#interface FastEthernet0/0.36
R6(config-subif)# encapsulation dot1Q 36
R6(config-subif)# ip address 169.254.36.6 255.255.255.0
R6(config-subif)#exit
R6(config)#ip route 169.254.0.0 255.255.0.0 169.254.36.3

　ハブルータであるR2からR5、R6へ疎通確認します。

R2#ping 169.254.35.5
Type escape sequence to abort.
Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 169.254.35.5, timeout is 2 seconds:
!!!!!
Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 24/36/48 ms
R2#ping 169.254.36.6
Type escape sequence to abort.
Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 169.254.36.6, timeout is 2 seconds:
!!!!!
Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 4/24/44 ms
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ハブルータ（R2）の設定

まず、ハブルータから設定します。

R2(config)#interface Tunnel0
R2(config-if)# ip address 192.168.0.2 255.255.255.0
R2(config-if)# ip nhrp authentication DMVPNPWD
R2(config-if)# ip nhrp map multicast dynamic
R2(config-if)# ip nhrp network-id 1
R2(config-if)# tunnel source 169.254.23.2
R2(config-if)# tunnel mode gre multipoint

GREトンネルの通常設定以外に、DMVPNのハブで必要な設定を確認します。

コマンド説明
ip nhrp authentication <password> 　　　　　　　　　　　　　　　　　　このコマンドによりNHRPで接続する際のパスワードを指定します。これはオプションです。
ip nhrp map multicast dynamic　このコマンドにより、スポークのNMBAアドレスを静的に設定しなくても、各スポークへマルチキャストトラフィックを送信することができます。これはダイナミックルーティング（OSPFなど）を使用する際に重要です。
ip nhrp network-idルータが複数のDMVPNに接続する際に、それぞれを区別するために使うIDです。ローカルでのみ有効ですが、通常は対向のルータとIDを合わせます。
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スポーク1(R5)の設定

スポークルータを設定します。

R5(config)#interface Tunnel0
R5(config-if)# ip address 192.168.0.5 255.255.255.0
R5(config-if)# ip nhrp authentication DMVPNPWD
R5(config-if)# ip nhrp map 192.168.0.2 169.254.23.2
R5(config-if)# ip nhrp map multicast 169.254.23.2
R5(config-if)# ip nhrp network-id 1
R5(config-if)# ip nhrp nhs 192.168.0.2
R5(config-if)# tunnel source 169.254.35.5
R5(config-if)# tunnel destination 169.254.23.2

GREトンネルの通常設定以外に、DMVPNのスポークで必要な設定を確認します。

コマンド　　説明
ip nhrp map 192.168.0.2 169.254.23.2
　　　　　　　　　　　　　　　　　　		ハブのトンネルアドレス（192.168.0.2）とハブのNBMAアドレス（169.254.23.2）を静的マッピングします。
ip nhrp map multicast 169.254.23.2トンネルインターフェイスを介してマルチキャストが送信されるハブルータのアドレスを設定します。気をつけることは、NBMAアドレスを設定することです。OSPFなどのルーティングプロトコルにはマルチキャストを使用するため、このコマンドが必要です
ip nhrp nhs 192.168.0.2ネクストホップサーバー（ハブルータ）を指定します

　R2（ハブ）とR5（スポーク）の設定が終わると、トンネルインターフェースがアップします。

%LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface Tunnel0, changed state to up

　R2（ハブ）でR5（スポーク）と接続できているかshow dmvpnで確認します。

R2#show dmvpn
Legend: Attrb --> S - Static, D - Dynamic, I - Incomplete
        N - NATed, L - Local, X - No Socket
        # Ent --> Number of NHRP entries with same NBMA peer
        NHS Status: E --> Expecting Replies, R --> Responding, W --> Waiting
        UpDn Time --> Up or Down Time for a Tunnel
==============================================================


Interface: Tunnel0, IPv4 NHRP Details
Type:Hub, NHRP Peers:2,


# Ent  Peer NBMA Addr Peer Tunnel Add State  UpDn Tm Attrb
----- --------------- --------------- ----- -------- -----
     1 169.254.35.5        192.168.0.5    UP 00:12:30     D

　スポークのNBMAアドレスとトンネルアドレスのマッピングができていて、StateがUPであることが確認できます。

　R2でパケットキャプチャし、R5からのNHRP Registration Requestを確認します。 R5はアンダーレイのアドレスを使用して、自身のトンネルアドレスとNBMAアドレスを通知しています。

これに対して、R2はNHRP Registration Replyを応答しています。

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スポーク2(R6)の設定

　スポーク2の設定は、スポーク1の設定からトンネルインタフェースのIPアドレスとトンネルソースのIPアドレスを変更するだけでOKです。

R6(config)#interface Tunnel0
R6(config-if)# ip address 192.168.0.6 255.255.255.0
R6(config-if)# ip nhrp authentication DMVPNPWD
R6(config-if)# ip nhrp map 192.168.0.2 169.254.23.2
R6(config-if)# ip nhrp map multicast 169.254.23.2
R6(config-if)# ip nhrp network-id 1
R6(config-if)# ip nhrp nhs 192.168.0.2
R6(config-if)# tunnel source 169.254.36.6
R6(config-if)# tunnel destination 169.254.23.2

　R2（ハブ）でR6（スポーク）と接続できているかshow dmvpnで確認します。

R2#show dmvpn
Legend: Attrb --> S - Static, D - Dynamic, I - Incomplete
        N - NATed, L - Local, X - No Socket
        # Ent --> Number of NHRP entries with same NBMA peer
        NHS Status: E --> Expecting Replies, R --> Responding, W --> Waiting
        UpDn Time --> Up or Down Time for a Tunnel
=========================================================


Interface: Tunnel0, IPv4 NHRP Details
Type:Hub, NHRP Peers:2,


# Ent  Peer NBMA Addr Peer Tunnel Add State  UpDn Tm Attrb
----- --------------- --------------- ----- -------- -----
     1 169.254.35.5        192.168.0.5    UP 00:12:30     D
     1 169.254.36.6        192.168.0.6    UP 00:00:18     D
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疎通試験

　これで、DMVPNによるオーバーレイネットワーク（192.168.0/24）ができたはずです。 R2（ハブ）からR5、R6（スポーク）へ疎通してみます。

R2#ping 192.168.0.5
Type escape sequence to abort.
Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 192.168.0.5, timeout is 2 seconds:
!!!!!
Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 24/33/40 ms
R2#ping 192.168.0.6
Type escape sequence to abort.
Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 192.168.0.6, timeout is 2 seconds:
!!!!!
Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 40/43/48 ms

　スポーク間、例えば、R6からR5への疎通を確認します。

R6#ping 192.168.0.5
Type escape sequence to abort.
Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 192.168.0.5, timeout is 2 seconds:
!!!!!
Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 52/67/92 ms

　R6からR5のPingをR2（HUB）でパケットキャプチャすると、R5、R6間のPing 1往復でパケットが4つ出力されています。 これにより、R2をハブルータとして、折り返して通信していることがわかります。

最後までお読み頂きありがとうございました。

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