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ネットワークインターフェースの概念: Bridge, Bond, VLAN, IntPort 詳細分析

 

ネットワークインターフェースの概念: Bridge, Bond, VLAN, IntPort 詳細分析

ネットワークの設定を行う際に、Bridge（ブリッジ）, Bond（ボンディング）, VLAN（仮想LAN）, IntPort（内部ポート） という用語に出会うことがある。
これらはそれぞれ異なる役割と目的を持ち、ネットワーク環境でさまざまな形で利用される。
本記事では、これらの概念について定義、役割、使用事例、構成方法などを詳しく説明する。

1. Bridge（ブリッジ）

1.1. Bridgeとは？

Bridge（ブリッジ）は、複数のネットワークインターフェースを1つの論理インターフェースに統合する役割を持つネットワーク構成要素である。
一般的にLayer 2（データリンク層） で動作し、スイッチのようにMACアドレスを基にフレームを転送する。

1.2. Bridgeの役割

✅ 複数のネットワークインターフェースを1つのブリッジインターフェースとして統合する
✅ 仮想化環境でVM（仮想マシン）とホスト間の通信を仲介する
✅ MACアドレス学習機能 により、適切なポートへトラフィックを転送する（スイッチのように動作）
✅ VLAN, Bonding などと組み合わせて使用可能

1.3. Bridgeの使用事例

🔹 仮想化環境（KVM, Xen, VMwareなど）

  • VM（仮想マシン）が物理ネットワークに直接接続されているように動作可能
  • 物理NIC（例: eth0）とVMの仮想インターフェースをブリッジインターフェースに統合

🔹 Linuxサーバーでのブリッジネットワーク構成

  • brctl や nmcli コマンドを使用してブリッジインターフェースを作成

🔹 L2ネットワークの拡張

  • 2つ以上の物理インターフェースを統合し、Layer 2ネットワークを拡張

1.4. Bridgeの動作方式

✔ フレームが到達すると、MACアドレステーブルを参照し、適切なポートへ転送
✔ 宛先MACアドレスが不明な場合はブロードキャスト（フラッディング）を実行
✔ MACアドレスを学習し、今後のトラフィック転送を最適化

2. Bond（ボンディング / リンクアグリゲーション）

2.1. Bondとは？

Bonding（ボンディング） は、複数のネットワークインターフェースを1つの論理インターフェースに統合する技術 である。
帯域幅の向上 や フェイルオーバー（冗長化） 機能を提供する。
一般的に LACP（Link Aggregation Control Protocol, IEEE 802.3ad） を使用して設定する。

2.2. Bondの役割

✅ ネットワーク帯域幅を向上（スループット向上）
✅ フェイルオーバー（冗長化）機能を提供（1つのリンクが切断されても自動的に他のリンクに切り替え）
✅ 負荷分散（ロードバランシング）を実現
✅ 高可用性（HA）ネットワークの構成が可能

2.3. Bondingの動作モード

モード 説明
mode=0 (Round-robin) パケットを順番にすべてのインターフェースに分散（ロードバランシング）
mode=1 (Active-backup) 1つのインターフェースのみアクティブ、障害時に自動で切り替え
mode=2 (Balance-XOR) MACアドレスに基づいてトラフィックを分散
mode=3 (Broadcast) すべてのインターフェースに同じパケットを送信
mode=4 (802.3ad, LACP) LACPを利用したリンクアグリゲーション（スイッチ側の対応が必要）
mode=5 (Balance-TLB) 送信時のロードバランシング、受信は単一インターフェース
mode=6 (Balance-ALB) mode=5 + 受信時のロードバランシングを追加

2.4. Bondingの使用事例

🔹 サーバーネットワークの帯域幅向上

  • 複数の1Gbpsインターフェースを統合し、2Gbps, 4Gbps などの帯域幅を確保

🔹 ネットワーク冗長化（フェイルオーバー）

  • 障害発生時に自動で別のインターフェースへ切り替え、ネットワークの可用性を確保

🔹 仮想化環境（VMware, Linuxサーバー）

  • 物理インターフェースを統合し、VMやコンテナのネットワーク性能を向上

3. VLAN（仮想LAN）

3.1. VLANとは？

VLAN（Virtual LAN） は、同じ物理ネットワーク内にあるデバイスを論理的に分離し、異なるサブネットのように動作させる技術。

3.2. VLANの役割

✅ 物理ネットワークを仮想的に分割
✅ セキュリティの向上（異なるVLAN間のアクセス制御が可能）
✅ トラフィック管理（ブロードキャストドメインを分離）

3.3. VLANの構成方式

VLANタイプ 説明
Access VLAN 特定のポートに1つのVLANを割り当て、そのVLANの通信のみ許可
Trunk VLAN 1つのポートで複数のVLANを処理（802.1Qタグ付け）
Native VLAN Trunkポートでタグなしで送信されるデフォルトVLAN

3.4. VLANの使用事例

🔹 企業ネットワークの部署ごとの分離（HR, IT, Financeなど）
🔹 データセンターでのVMのネットワーク分離
🔹 ISP（インターネットサービスプロバイダ）で顧客ネットワークを分離

4. IntPort（内部ポート）

4.1. IntPortとは？

IntPort（Internal Port）は、外部物理ネットワークと接続されない内部専用の仮想ネットワークインターフェース。

4.2. IntPortの役割

✅ VMやコンテナ間の内部通信用インターフェース
✅ ブリッジ, VLANと組み合わせて内部トラフィックを管理

4.3. IntPortの使用事例

🔹 KVM, Hyper-Vの仮想ネットワーク構成
🔹 Kubernetesなどのコンテナオーケストレーションで使用

5. まとめ

概念 役割 特徴
Bridge ネットワークインターフェースの接続 L2スイッチのように動作、仮想化環境でVMを接続
Bond インターフェースの統合 帯域幅向上・冗長化（フェイルオーバー）
VLAN 論理的なネットワーク分離 セキュリティ強化・トラフィック管理
IntPort 内部ネットワーク専用 仮想化環境・コンテナ通信に利用

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