【Fortigate】ハードウェアスイッチ間通信と動作確認 FortiOS6.0.9

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ハードウェアスイッチは、FortiGate の複数の物理ポートをまとめて、1つのインターフェースとして扱えるようにした仮想的なインターフェースです。まとめたポートは、同じスイッチにつながっているのと同じように動きます。

この記事では FortiGate 60F を使い、既定のハードウェアスイッチを確認したうえで、ポートを分けて新しいハードウェアスイッチを作ります。最後に、ハードウェアスイッチ間で通信するにはファイアウォールポリシーが必要なことを ping で確かめます。検証時の FortiOS は 6.0.9 です。

この記事でわかること
  1. 既定のハードウェアスイッチ(internal)の確認
  2. internal からポートを外す
  3. 新しいハードウェアスイッチを作る
  4. ハードウェアスイッチ間の通信にポリシーが必要なことの確認

ハードウェアスイッチとは

FortiGate 60F には、1〜5 の番号が付いた物理ポートがあります。初期状態では、この5つのポートが internal という名前のハードウェアスイッチにまとめられています。

ハードウェアスイッチ(internal) 12345 物理 ポート
図1 物理ポート1〜5 が、1つのハードウェアスイッチ(internal)にまとめられている

ハードウェアスイッチは、本体のスイッチチップ(ハードウェア)で処理されます。同じハードウェアスイッチのポートは、同じブロードキャストドメインに属し、1台のスイッチにつながっているように動きます。似た機能にソフトウェアスイッチがあり、Fortinet のドキュメントでは次のように比べられています。

項目ハードウェアスイッチソフトウェアスイッチ
パケットの処理ハードウェア(スイッチコントローラ、または SPU)で処理するCPU がソフトウェアで処理する
STP使える使えない
無線の SSIDメンバーにできないメンバーにできる
スイッチ内の通信既定で許可既定で許可。ポリシーを必須にする設定もできる

ハードウェアスイッチ設定の確認

既定のハードウェアスイッチを確認する

実際の設定を確認します。ネットワーク ›› インターフェース を開くと、internal という名前のハードウェアスイッチに物理ポート1〜5 が割り当てられています。

画面イメージについて

この記事の画面は、実際の画面ではなく、検証時の画面から設定する項目(見るポイント)を抜き出して描いたイメージです。バージョンによって、項目の並びや表記は変わります。

FortiGate 管理画面画面イメージ
ネットワーク ›› インターフェース
ステータス名前メンバーIP/ネットマスクタイプ
ハードウェアスイッチ (2)
fortilinkA, BFortiSwitchにデディケートハードウェアスイッチ (2)
1internal1〜5192.168.1.99 255.255.255.0ハードウェアスイッチ (5)
物理 (3)
dmz10.10.10.1 255.255.255.0物理インターフェース
wan10.0.0.0 0.0.0.0物理インターフェース
wan20.0.0.0 0.0.0.0物理インターフェース
図2 インターフェースの一覧(実際の画面ではなく、表示のポイントを示したイメージです)

物理インターフェースのステータスは、緑がリンクアップ、赤がリンクダウンです。internal には 192.168.1.99/24 が設定されています。

internal をクリックすると、インターフェースメンバーに internal1〜internal5 という名前で物理ポートが入っていることがわかります。

FortiGate 管理画面(インターフェースの編集)画面イメージ
ネットワーク ›› インターフェース ›› internal
インターフェース名internal
エイリアス 
タイプハードウェアスイッチ
1インターフェースメンバーinternal1 ✖ internal2 ✖ internal3 ✖ internal4 ✖ internal5 ✖
図3 internal のメンバー(実際の画面ではなく、表示のポイントを示したイメージです)

internal1〜internal5 は同じセグメントのポートなので、たとえばポート1とポート5に端末をつなぐと、ファイアウォールポリシーを作らなくても通信できます。

ハードウェアスイッチ(internal) 12345 ポート1の端末ポート5の端末 同じセグメント:ポリシーなしで通信できる
図4 同じハードウェアスイッチ内の端末どうしは、ポリシーなしで通信できる

初期状態では internal1〜internal5 が同じセグメントですが、たとえば internal1〜internal3 と internal4〜internal5 でセグメントを分けることもできます。その場合は、ハードウェアスイッチを新しく作ります。

internalハードウェアスイッチHW-Switch-4-5(新規作成) 12345
図5 ポート4と5を新しいハードウェアスイッチに移す

ハードウェアスイッチの追加

internal から internal4・internal5 を外す

まず、既定のハードウェアスイッチ internal から internal4 と internal5 を外します。internal の編集画面で、インターフェースメンバーの internal4 と internal5 の ✖ をクリックします。

FortiGate 管理画面(インターフェースの編集)画面イメージ
ネットワーク ›› インターフェース ›› internal
インターフェース名internal
タイプハードウェアスイッチ
1インターフェースメンバーinternal1 ✖ internal2 ✖ internal3 ✖ internal4 ✖ internal5 ✖
図6 internal4 と internal5 の ✖ をクリックする(実際の画面ではなく、操作のポイントを示したイメージです)

internal4 と internal5 がメンバーから消えたら、OK をクリックします。

FortiGate 管理画面(インターフェースの編集)画面イメージ
ネットワーク ›› インターフェース ›› internal
インターフェース名internal
タイプハードウェアスイッチ
1インターフェースメンバーinternal1 ✖ internal2 ✖ internal3 ✖
ロールLAN
2OKキャンセル
図7 メンバーが internal1〜internal3 になった(実際の画面ではなく、操作のポイントを示したイメージです)

一覧に戻ると、internal のメンバーは 1〜3 になり、internal4 と internal5 は物理インターフェースとして表示されます。

FortiGate 管理画面画面イメージ
ネットワーク ›› インターフェース
ステータス名前メンバーIP/ネットマスクタイプ
ハードウェアスイッチ (2)
fortilinkA, BFortiSwitchにデディケートハードウェアスイッチ (2)
1internal1〜3192.168.1.99 255.255.255.0ハードウェアスイッチ (3)
物理 (5)
dmz10.10.10.1 255.255.255.0物理インターフェース
2internal40.0.0.0 0.0.0.0物理インターフェース
internal50.0.0.0 0.0.0.0物理インターフェース
wan10.0.0.0 0.0.0.0物理インターフェース
wan20.0.0.0 0.0.0.0物理インターフェース
図8 internal4・internal5 が物理インターフェースになった(実際の画面ではなく、表示のポイントを示したイメージです)
No.表示意味
1internal(1〜3)internal のメンバーがポート1〜3 になり、タイプの数も (3) に変わりました。
2internal4・internal5ハードウェアスイッチから外れ、単独の物理インターフェースになりました。アドレスは 0.0.0.0 で、ステータスはリンクダウン(赤)と表示されています。

新しいハードウェアスイッチを作る

internal4 と internal5 を入れる新しいハードウェアスイッチを作ります。インターフェース一覧の左上にある 新規作成 ›› インターフェース を選びます。HW-Switch-4-5 という名前で作り、192.168.2.0/24 のセグメントを割り当てます。

FortiGate 管理画面(新規インターフェース)画面イメージ
ネットワーク ›› インターフェース ›› 新規
1インターフェース名HW-Switch-4-5
エイリアス 
2タイプハードウェアスイッチ
3インターフェースメンバーinternal4 ✖ internal5 ✖ (+ をクリックし、右の「エントリを選択」から追加)
タグ
ロールLAN
アドレス
アドレッシングモード◉ マニュアル○ DHCP○ PPPoE
4IP/ネットワークマスク192.168.2.99/24
管理者アクセス
IPv4☐ HTTPS☐ HTTP☑ PING☐ FMGアクセス☐ CAPWAP☐ SSH☐ SNMP☐ FTM☐ RADIUSアカウンティング☐ FortiTelemetry
DHCPサーバOFF
5OKキャンセル
図9 HW-Switch-4-5 の作成(実際の画面ではなく、設定項目のポイントを示したイメージです)
No.項目設定内容
1インターフェース名任意の名前です。今回は HW-Switch-4-5 にします。
2タイプハードウェアスイッチを選びます。
3インターフェースメンバーinternal4 と internal5 を選びます。
4IP/ネットワークマスク192.168.2.99/24 を設定します。この新しいセグメントでの FortiGate のアドレスです。
5OKクリックして作成します。
メンバーにできるインターフェース

ハードウェアスイッチに追加するインターフェースは、ほかの設定(ポリシーなど)から参照されておらず、IP アドレスが 0.0.0.0/0.0.0.0 になっている必要があります。STEP 2 で外した internal4・internal5 はこの条件を満たしているので、そのまま追加できます。

OK をクリックすると、新しいハードウェアスイッチ HW-Switch-4-5 にポート4と5が割り当てられたことを確認できます。

FortiGate 管理画面画面イメージ
ネットワーク ›› インターフェース
ステータス名前メンバーIP/ネットマスクタイプ
ハードウェアスイッチ (3)
fortilinkA, BFortiSwitchにデディケートハードウェアスイッチ (2)
1HW-Switch-4-54, 5192.168.2.99 255.255.255.0ハードウェアスイッチ (2)
internal1〜3192.168.1.99 255.255.255.0ハードウェアスイッチ (3)
物理 (3)
dmz10.10.10.1 255.255.255.0物理インターフェース
wan10.0.0.0 0.0.0.0物理インターフェース
wan20.0.0.0 0.0.0.0物理インターフェース
図10 HW-Switch-4-5 が追加された(実際の画面ではなく、表示のポイントを示したイメージです)

動作確認

ハードウェアスイッチ間の通信を確認する

ポート1(internal)とポート5(HW-Switch-4-5)に端末をつなぎ、ポート1の端末(192.168.1.1)からポート5の端末(192.168.2.1)へ ping を実行します。結果は、応答がありません。

端末(192.168.1.1)のコマンドプロンプト画面イメージ
C:\Users\Administrator>ping 192.168.2.1 192.168.2.1 に ping を送信しています 32 バイトのデータ:1要求がタイムアウトしました。要求がタイムアウトしました。要求がタイムアウトしました。要求がタイムアウトしました。 192.168.2.1 の ping 統計:2    パケット数: 送信 = 4、受信 = 0、損失 = 4 (100% の損失)、
図11 ポート5の端末への ping(ポリシー作成前)(実際の画面ではなく、表示内容のポイントを示したイメージです)
No.表示意味
1要求がタイムアウトしました。4回とも応答が返ってきていません。
2受信 = 0、損失 = 4送信した4つのパケットがすべて失われました(100% の損失)。
internal192.168.1.99/24HW-Switch-4-5192.168.2.99/24 12345 192.168.1.1192.168.2.1 ハードウェアスイッチ間:ポリシーがないと通れない
図12 ハードウェアスイッチが違うと、ポリシーがない限り通信できない

同じハードウェアスイッチの中は、ファイアウォールポリシーがなくても通信できます。一方、ハードウェアスイッチが違えば、FortiGate から見て別のインターフェースです。インターフェースをまたぐ通信は、ファイアウォールポリシーで許可しない限り通りません。

そこで、ポリシー&オブジェクト ›› ファイアウォールポリシー で、入力インターフェースと出力インターフェースにそれぞれのハードウェアスイッチを選んだポリシーを作ります。

FortiGate 管理画面(ポリシーの編集)画面イメージ
ポリシー&オブジェクト ›› ファイアウォールポリシー ›› policy-1
名前policy-1
1入力インターフェースinternal
出力インターフェースHW-Switch-4-5
2送信元all
宛先all
スケジュールalways
サービスALL
3アクション◉ ACCEPT○ DENY
ファイアウォール / ネットワークオプション
4NATOFF
5OKキャンセル
図13 ハードウェアスイッチ間のポリシー(実際の画面ではなく、設定項目のポイントを示したイメージです)
No.項目設定内容
1入力/出力インターフェース通信を始める側の internal を入力、相手側の HW-Switch-4-5 を出力にします。
2送信元・宛先・サービス今回は動作確認なので、すべて(all、ALL)を許可しています。実際の運用では、必要なアドレスとサービスに絞ります。
3アクションACCEPT(許可)を選びます。
4NATOFF のままにします。どちらも FortiGate の内側のセグメントなので、アドレス変換は不要です。
5OKクリックしてポリシーを作成します。

ポリシーを作ったあと、もう一度 ping を実行すると、異なるハードウェアスイッチ間で疎通できるようになりました。

端末(192.168.1.1)のコマンドプロンプト画面イメージ
C:\Users\Administrator>ping 192.168.2.1 192.168.2.1 に ping を送信しています 32 バイトのデータ:1192.168.2.1 からの応答: バイト数 =32 時間 =3ms TTL=128192.168.2.1 からの応答: バイト数 =32 時間 <1ms TTL=128192.168.2.1 からの応答: バイト数 =32 時間 <1ms TTL=128192.168.2.1 からの応答: バイト数 =32 時間 =1ms TTL=128 192.168.2.1 の ping 統計:2    パケット数: 送信 = 4、受信 = 4、損失 = 0 (0% の損失)、ラウンド トリップの概算時間 (ミリ秒):    最小 = 0ms、最大 = 3ms、平均 = 1ms
図14 ポート5の端末への ping(ポリシー作成後)(実際の画面ではなく、表示内容のポイントを示したイメージです)
ポリシーの向きと端末の設定
  • 今回のポリシーは internal → HW-Switch-4-5 の向きだけです。この向きで始まった通信の戻りのパケットは、セッションとして許可されます。HW-Switch-4-5 側の端末から通信を始めたい場合は、逆向き(HW-Switch-4-5 → internal)のポリシーも作ります。
  • 別のセグメントの端末と通信するには、端末のデフォルトゲートウェイを、つながっているハードウェアスイッチの FortiGate のアドレス(192.168.1.99 や 192.168.2.99)にしておく必要があります。

まとめ

通信FortiGate から見るとポリシー
同じハードウェアスイッチ内
(例:ポート1 ⇔ ポート3)
同じインターフェース、同じセグメント不要(既定で通信できる)
違うハードウェアスイッチ間
(例:ポート1 ⇔ ポート5)
別のインターフェース、別のセグメント必要(入力・出力インターフェースを指定して許可する)

ハードウェアスイッチを分けると、ポートをセグメントごとに分けられ、セグメント間の通信をファイアウォールポリシーで制御できるようになります。ポートを追加するときは、そのポートがほかの設定から参照されていないことと、IP アドレスが 0.0.0.0 になっていることを先に確かめてください。

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