Title
シスコアカデミー関連授業科目としての「ネットワーキ
ング1」教育の現状
Author(s)
照屋, 健; 八幡, 幸司; 喜屋武, 盛基
Citation
沖縄大学マルチメディア教育研究センター紀要 = The
Bulletin of Multimedia Education and Research Center,
University of Okinawa(1): 1-11
Issue Date
2001-03-31
URL
http://hdl.handle.net/20.500.12001/6302
シス コアカデ ミー関連授業科 目としての
「
ネ ッ トワー キング Ⅰ
」
教育 の現状
照屋 健、八幡 幸司、喜屋武 盛基 沖縄大学マルチメディア教育研究センター 本稿 はシスコアカデ ミー関連授業科 目としての 「ネ ッ トワーキング Ⅰ」教育の現状 について述べ るものである。2
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年4
月の新学期 より 「ネ ッ トワーキングⅠ
」の通年科 目として、コンピュー タ ・ネ ッ トワー クに関す る授業が提供 されている。授業で用い られているテキス トはシスコシス テムズ株式会社 によって編纂 され提供 された電子テキス トである。 これは、いわゆる e-learning テキス トであ り、学生は教室 に備 え付 けの PC端末で電子テキス トを開き講師の説明を聞きなが ら参照す ることも出来 る し、適 当な空 き時間で 自習す ることも出来 る。 また、教師は授業 中に、 このテキス トを液晶プ ロジェクタでスク リー ンに映 し出す ことができるので、教材の一部 として も活用 している。本稿ではルータやハブやケーブルの特性 を記述す ると共 に構造図を豊富に取 り 入れている。ルータ実習例 としての接続図も掲載 している。 現在 20名余 の学生が受講 していて、学部学科の境界 を越 えて、いろいろな学生が集 まっている が、熱心な学生が多い。実習ではⅣ45ジャック結合ケーブル作 り実習やシ リアルやイーサネ ッ トケーブル を用いてのルータ接続配線実習 を行 うが、 これ についても述べている。設定 されたル ー タ間の通信実験 は重要かつ必須であ り、失敗す るケースが多いにも拘わ らず、学生は実習 を楽 しんでいる。実習における資材 の使 い方や器具の取 り扱い方法 について も本稿 で記述 してある。 実習における悩みは適切な専用の実習室がないことである。実習室の整備も一つの課題であろう。この科 目が学生にとってCCNA資格取得-の道として役立っことを願っている。Thepr
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KenTeruya,KojiHachiman andSeikiKyan
MultimediaEducationandResercahCenter,UmiversityofOkinawa
Thisarticledescribesthepresentconditionof"Networkngi I"educationasasubjectrelatedtoCisco NetworkAcademy・Startingfrom new semesterofAprilof2000,anew subjectisopenedforthosewho wanttostudycomputernetwork technology・Intheeducation,electronictextbookeditedbyCiscoSystems, hc・ isused・Thistextbookisso-callede-lean ingtextbookstoredinthecomputerdisksystem
,
studentcan openthebookthroughPCtemi nalintheclassroom・Studentscan listentotheteacher'slecturerefemngt● o thecontentsoftextbookshownonthePCtemi naldisplayandalsotheyareabletostudybythemselvesin need・Theteacherinclass,forexplanation,Can makegooduseoftheelectronictextbookasapartof
teachingmaterialsbecausethecontentofthetextbookcn bera eflectedtothescreenwith liquidcrystal proj【∵ector.Thismanuscriptcontainsthefndau me●ntali. 1nfoー .m aionat bouts.+pec1●ificationofroutIers,hubsafInd cablesaswellasmanyusefulfiguresofequlPmentS・Routercormectiondiagram Sareshownaswlnng examples.Approximate20eagerstudentshavebeengatheingber yondtheirdifferentmaj●ors,facultyand department.Mostofthem areeamestand diligent.Laboratory hoursinclude RJ-45jack and cable attachmentpracticeandroutersettingwithseiarlandethemetcable.Communicaiontt estbetweensetrouters a
reimportantandindispensableexperiments.Thesepracticesandexpeimer ntsareverypopular am ongthe studentsalthoughtheyencounterthefrequenttroublesanddifficulties.Aboutwhatandhowtousematerials a
ndequl●PmentSforthepracticeareexplainedinthismanusciptr .An urgentrequl●rementin thesubjectisto securethetral●●nlngroomforexclusiveuse.WehopethissubjecthelpsstudentstoleadobtainingtheCCNA (CiscoCertifiedNetworkAs sociate)qualificationcertificateinthenearfuture.
1-1はじめに 2000年4月の新学期より「ネットワーキングI」の通年科目として、コンピュータ・ネットワークに関 する授業が提供されている。授業で用いられているテキストはシスコシステムズ株式会社によって編纂され 提供された電子テキストである。これは、いわゆるe-learningテキストであり、学生は教室に備え付けの PC端末で電子テキストを開き講師の説明を聞きながら参照することも出来るし、適当な空き時間で自習す ることも出来る。また、教師は授業中に、このテキストを液晶プロジェクタでスクリーンに映し出すことが できるので、教材の一部としても活用している。現在20名余の学生が受講していて、学部学科の境界を越 えて、いろいろな学生が集まっているが、熱心な学生が多い。 2授業内容 前学期は第1章から第10章までを学習する。その主な内容は次の通りである。 第1章でネットワーキングとOSI参照モデル(ネットワーキング、OSI参照モデル)、 第2章で物理層とデータリンク層(物理層、データリンク層)、 第3章でネットワーキングデバイス(リピータ、ハブ、ブリッジ、ルータ)、 第4章でLANとWAN(LAN、WAN)、 第5章でIPアドレッシング(アドレッシングの概要、2進法、IPアドレスのクラス、サブネットアドレッ シング、サブネットマスキング、サブネットのプラニング)、 第6章でARPとRARP(ARP、RARP、ルータとARPテーブル)、 第7章でトポロジー(トポロジー、バス型トポロジー、スター型トポロジー、拡張スター型トポロジー)、 第8章で構造化されたケーブリングと電力供給(ネットワーキングメディアの標準、EIA/TIA-568B標準、 配線、ケーブルのテスト、交流電源)、 第9章でアプリケーション層、プレゼンテーション層、セッション層、およびトランスポート層(アプリケ ーション層、プレゼンテーション層、セッション層、トランスポート層)、 第10章でTCP/IP(TCP/IPの概要、TCP/IPとアプリケーション層、TCP/IPとトランスポート層、TCP/IPと インターネット層)を学習する。 前学期講義期間中の適当な時期にカテゴリ5UTPケーブルの実習がある。RJ-45ジャックとUTPケーブル を連結したLAN用ケーブルの作成およびパンチダウンエ具を用いたパッチパネル作成を行う。この際の実 習でケーブリング仕様、ケーブル導通試験、クロスペア検出の直流試験、ストレート・ケーブルとクロス ケーブルの概念およびその用い方やDCE、DTEについて学習する。 後学期は第11章から第19章までを学習する。その主な内容は次の通りである。 第11章でネットワーク層とルーティング(シスコルータの設定、ネットワーク層の基礎、ルーティングプロ トコル、基本的なルーティングプロセス)、 第12章でルータユーザインターフェイスとモード(ユーザインタフェイスの概要、ヘルプ機能、編集コマン ドの使い方、コマンドヒストリの表示)、 第13章でルータ・コンフィギュレーション,情報の表示(コンフィギュレーション・コンポーネントとルー タ・モード、ルータ・ステータス・コマンドを使ったルータのステータスの検査、CDPを使った他のルー タヘのアクセス、基本的なネットワーキングテスト)、 第14章でルータスタートアップおよびセットアップコンフィギュレーション(CiscoIOSの始動ルーチン、 セットアップ:シテム・コンフィギュレーション・ダイアログ)、 第15章でルータのコンフィギュレーション(ルータ・コンフィギュレーション概念、ルータ・モードの概要、 コンフィギュレーションの方法)、 第16章でCiscoIOSソフトウエアのソース(CiscolOSソフトウェアの場所の特定、ソフトウェアのブート ストラップオプション、CiscolOSの命名規則、ソフトウェア・イメージバックアップの作成、ソフトウ ェア・イメージバックアップのロード)、 第17章でIPアドレスを使用したルータ・インターフェイスのコンフィギュレーション(CiscoTCP/IPアド -2-
レス概念、IPアドレス設定の概念、IPアドレス設定、アドレス設定の検証)、
第18章でルータ・コンフィギュレーションとルーティング・プロトコル:RIPおよびIGRP(ルータの初期設
定、スタティックルートのコンフィギュレーション、デフォルトルートのコンフィギュレーション、ダイ
ナミックルーティングのコンフィギュレーション、RIPの設定例、IPの監視、IGRPの設定例)、第19章でネットワーク管理(ネットワーク管理の第1段階、備品検査、設備検査、運用検査、効率検査、セ
キュリティ検査、ネットワークのトラブルシューティング)を学習する。 後学期の授業はルータを用いた実習と併用して行われ、前学期で学習した内容が有用な知識として役に立 つこととなる。 3実習機器と機材現在、マルチメディア教育研究センターに備え付けられているネットワーキング関連の実習機器として、
ケーブル実習ではRJ45ジャック取り付け用圧着工具、パンチダウンエ具、実習用パッチパネルなどがある。 ルータ関連実習では1601タイプ(1600シリーズ)のルータが4台、2501タイプ(2500シリーズ)のルータが1 台、スイチング・ハブ(Catalystl900)が数台とこれらの機器に付随するアダプタやUTPのストレート・ケ ーブルやクロス・ケーブルがある。これら機器の特徴や機能について以下で概説する。 3.11601タイプ(1600シリーズ)ルータについて 3.1.1ハードウェアの特徴 シスコ1600シリーズ・ルータの特徴としを以下に記述する。 ・ルータはlOBaseTまたはAUILANポートを用いて1個または2個のイーサネットLANへの接続が可能 である(attachmentunitinterface)。 ・ルータ設定のためのコンソール・ポートを有し、ターミナルまたはターミナル・エミュレーション・ソ フトを有するPCによって設定できる。 ・コンフィギュレーション・ファイルを自動的にダウンロード出来るオートインストール機能を有する。 ・Kensingtonコンパチブルのロックダウン。ケーブルを装着できる機密保護用スロットがある。 シスコ1600シリーズ・ルータには1601,1602,1603,1604および1605の5つのタイプがあるが、本稿 では1601タイプについてのみ記述する。シスコ1601タイプのルータはLANインターフェースとして1個の lOBaseTと1個のAUIがある。また固定WANインターフェイスとして1個のシリアルポートがある。 BJ劃信
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や色ヂトエ 図l背面パネルのコネクタおよびスロット 図lに背面パネルのコネクタ部を示す。また背面パネルのコネクタとスロットの機能を表lに示す。 -3-表1背面パネルのコネクタおよびスロットのラベルと機能 3.1.2電源の投入と注意点 ルータに電源を投入する際には次の方法で行い、また注意が必要である。 ルータ背面パネルにあるDC電源投入ロへDC電源ケーブルを接続する。 パワー.ケーブルのオス端子を電源差込口に接続する。 パワー.ケーブルのメス端子をパワーサプライ・ケーブルのメスロヘ接続する。 ルータの背面パネルにおいて、スイチの「|/O」表示中「|」にセット(|側を押す) 源をONする。 ルータの電源口からコードが抜けないように、ワイヤー・クリップをしっかと固定する。 参照) pppp eeee ttt0r 〔、〔、(、(、 1234 して電 Step5 (図2 □ clip 図2パワー・コードクリップの装着法 -4-  ̄ フ ゾ、ミノレ 機能 ETHERNETO ・10BaseT ● AUI イーサネット・ハブまたはスイチを経由してルータを lOBaseTイーサネットに接続するためのコネクタ。 トランシーバを経由してルータをイーサネットに接続す るためのコネクタ。 CONSOLE ルータヘ接続するコネクタ。ターミナルまたはPCター ミナルエミュレータからルータのソフトウェア構成を行 > ,◎ WIC WANインターフェース・カード用スロット。力 WANの増設接続を可能にしている。 ヒー Fは FLASHPCCARD FLASHPCcard用のスロット。ルータにはカードが出荷 時にすでに装着されている。 SERIALO シリアルWANサービスのためのコネクタ。シリアルWAN サービスとしては、専用線、フレームリレー、56kb _ビス、SMDSおよびX、25などがある。 pSサ
Step6LEDのチェックを次の表示によって行う。 (a)SYSTEMPWRLED(前面パネルにある) ルータに電源が印加されているとき0Nを表示する。 (b)SYSTEMOKLED(前面パネルにある) ルータのソフトウェアが動作しているきにONとなる(当初は点滅するが後程点滅しな くなり、ONとなる)。 (c)OKLED(背面パネルで、フラッシュPCカード用スロットの隣りにある)。フラッシ ュ・メモリカードが正しく装着されているときに0Nを表示する。 3.1.3LANへの接続 このルータは2個のlOBaseTかAUIイーサネットLANに接続が可能である。 (1)l0BaseTイーサネットへの接続 この接続においてはイーサネット・ハブと両端にRJ-45ジャックの付いたケーブルを用意しなければならな い(ストレート・ケーブルを用意すること)。次のステップに従って10BaseTイーサネットに接続する。
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麺匿 出lqnI-In「Cu「 UBaseThub BIF 図310BaseTポートとハブとの接続 SteplルータのlOBaseTポートへイーサネットケーブルの一端を接続する。 Step2ケーブルの他の端を10BaseTハブのポート群の中から選んだ1個のポートへ接続する。 Step3LEDのチェックを次のように行う。 KLED(背面パネル、10BaseTポートに隣接している) _夕が10BaseTイーサネットLANに正しく接続されているときに0Nとなる。 NACTLED(前面パネル)--イーサネットLANにおいてトラヒックが起こっているときに0Nと LNKLED( ルータが LANACT ● 卜LANにおいてトラヒックが起こっているときに0Nとなる。 ■ -5-(2)AUIイーサネットへの接続 この接続においてはイーサネット・トランシーバを用意しなければならない。 次のステップに従ってルータをAUIイーサネットLANに接続する。 SteplAUIアダプタケーブルの一端をトランシーバに接続する。 Step2AUIアダプタケーブルの他端をルータのAUIポートへ接続する。 (図4参照) Step3BNCコネクタを用いてトランシーバをイーサネットLANに接続する。 Step4LEDのチェックを次のように行う。 トランシーバ電源LED(モデルによってLEDの場所が異なる) --ルータからトランシーバヘ電力が供給されているときにONとなる。 LANACTLED(前面パネル)--イーサネットLANにおいてトラヒックが起こっているときに点滅する。 '4`dら,。〃.. 。 γb、,…・りぃ-" グークグクqケクグクそ〃
三三参
i鑿蕊蕊Ri議
一一/■;録
⑨ トの←トエ ク玉鯛麓'8ニニニーノ)
 ̄巳 EIherneIAUlport (DB-15) (wiIhiackscrews orslide-1aIch) RouIer/=団
EIhe「neI Iransceiver↑
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ToIhin ElherneI neIwork↑
ToIhin EIherneI network 図4AⅢポートとイーサネット・トランシーバとの接続 3.1.4ソフトウエアの特徴 パソコンPCなどからルータ機能を設定する際には、ターミナル・エミュレータと呼ばれる通信ソフトが必 要となる。このエミュレータを用いてパソコンPCなどからルータに制御信号を送信することができる。 Windows95およびWindowsNTではHyperTerminalを用いる。HyperTerminalにおける設定の際のパラメ ータは次の通りである。「通信速度は9600ボー」、「データは8ビット」、「パリティはなし」、「スト ップビットは1」、「フロー制御はなし」とする。 (2)ルータ設定ではいくつかのコマンド・モードがあり、これらをはっきりと理解し、使い分ける必要があ る。これらのモードは、一般ユーザー・モード(UserEXEC)、特権モード(PrivilegedEXEC)、グローバル・ モード(GlobalConfiguration)、インタフェース・モード(InterfaceConfiguration)、ルータ・モード (RouterConfiguration)、ライン・モード(LineConfiguration)である。 -6-3.22501タイプ(2500シリーズ)ルータについて (1)インターフェイスの特徴 このタイプのルータはイーサネット、AUI(DB-15)、トークン・リング)(DB-9)シリアル(DB-60)、 ISDN-BRI(RJ-45)をサポートしている。 (注)AUIはAttachmentUnitlnterface、ISDNはサービス総合デジタル・ネットワーク、BRIは 基本インターフェース、基本速度インターフェースを示す。 ハードウェアの機能 ルータには以下のハードウェア機能が備わっている。 ・メイン・メモリおよび共有メモリに対するDRAM(ダイナミック・ランダムアクセス・メモリ) ・コンフィギュレーション`情報格納のためのNVRAM(不揮発性RAM) ・CiscoIOSソフトウェア実行のためのフラッシュ・メモリ ・コンソール端末使用によるローカル・システム・アクセスのためのEIA/TIA・232コンソール・ポート ・モデム使用によるリモート・システム・アクセスのためのEIA/TIA・232AUXポート 】Ⅱ【 JK卜I
ii菫臺ii;蟇臺鍾i零rfF冒麗
on/oIfPc J1Ⅱ 】Ⅱ品【Dlf 「IaIPoms port(F )B-60) 】【 (RJ-45) 図52501ルータの背面パネノレ 同期シリアル接続とDTE、DCE 同期シリアル・インターフェイスを介して通信する装置は、DTE(データ端末装置)かDCE(データ回線終端 装置)のいずれかである。DCE装置は、その装置とルータとの間の通信の同期をとるクロック信号を出す。 DTE装置はクロック信号を出さない。 DTE装置は通常、DCE装置に接続する。コネクタの基盤からピンが突出していれば、そのコネクタはオス型 であり、DTEの場合のコネクタはオス型である。コネクタにピンを受け入れる穴があれば、そのコネクタは メス型であり、DCEの場合のコネクタはメス型である。 電気信号の出ないピンの場合は露出し突出していても安全であるが、電気信号の出るピンは露出し突出して いては不都合であるので、受け入れの穴となって隠されていると考えれば記憶しやすい。 装置を同期シリアルポート(「SERIAL」のラベルがある)に接続する前に、以下の事項に注意を払う必要があ る。 ・同期シリアル・インターフェイスに接続する装置の型が、DTEかDCEかのいずれであるかについて注 意すべきである。 ・装置への接続に必要なコネクタがオスとメスのいずれであるかを識別する。 ・装置で必要とされるシグナリング規格を前もって調べる6 -7-3.3スイチング・ハブ(Catalystl900)について Catalystl900スイチは10BaseTコンパチブルな装置(例として単一のワークステーションとl0BaseTハ ブ)に対して24個までの10-Mbpsスイチド・イーサネット接続と一個のAUIに対して一個の10Mbpsの接続 を可能にしている。また、このスイチはサーバーやバックボーンに対して2個のl00BaseTの接続を可能に している。図6にWS-C1924-EN(WS-C1924-A)の概観を示す。このCatalystl900スイチは24個のswitched lOBaseTポートと1個のswitchedAUIポート、2個のswitchedlOOBaseTXポートを有する。 図6Catalystl900スイチの概観 3.3.1スイチの特徴 パーフォーマンスとコンフィギュレーション ・すべての10BaseTとl00BaseTポート上において半二重または全二重で動作する。 ・全二重モードの100BaseTポート動作においてIEEE802.3xのフロー制御を行う。 ・l00BaseTXポート上で全二重動作のオート・ネゴシエイションを行う。 ・キューが満杯のときの伝送量の増加に対して、半二重ポートでEnhancedな混雑制御(ECC)を行う。 3.3.2前面パネルの記述 Catalystl900スイチの前面パネルはl0BaseTおよびlOOBaseTswitchedポート、数個のLEDおよびモー ド・ボタンを備えている。また、前面の各スイチはswitchedlOMbpsおよび100Mbpsポートを備えている。 モデルによって異なるが、12個または24個のswitchedlO-Mbpsポート(1xからl2xまでかまたはlxから 24xまでのポート)には標準のRJ-45コネクタが用いられる。これらの固定ポートはカテゴリ4またはカテ ゴリ5のUTP(unshieldedtwisted-pair)ケーブルを用いた個々のワークステーションとハブのような lOBaseTコンパチブルな装置につなぐことが出来る。 図7SwitchedlOBaseTポートの配線 なお、SwitchedlOOMbpsポートについての記述は省略する。 -8-
4実習例 4.1ルータ結線例A(Ethernet接続) SOOKET 二ⅡHL 里mL ̄ ̄ LAB2 172.16.100.2 LAB3 172.16.100.3 LAB1 172.16.100.1 LAB4 172.16.100.4 LAB5 172.16.100.5 4.2ルータ結線例B(Ethernet、Serial接続) DTEDCE DTE 210.210.212.1 210.210.211.2210.210.212.2 DTB 210.210.213.2
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-9-4.3実習風景 写真1配線終了後の再チェック 写真2配線に取り組んでいる最中 5おわりに 講義では理論を中心とした説明が大半を占めるのであるが、実習も義務付けられていて、実習用機材も準 備されている。大別してケーブル実習とルータ実習がある。 UTPケーブルの心線を傷つけないようにワイヤカッタ、ニッパなどを使用して表皮を剥ぎ、銅線を傷つけな いようにワイヤストリッパで先端部分の銅線を露出させる作業は、細心の注意を必要とする。丸型に撚り束 ねられた8本の心線をフラットにし、ニッパでそれらの先端を直線的に成形することは忍耐を必要とする作 業である。心線は(白/燈)、燈、(白/緑)、青、(白/青)、緑、(白/茶)、茶の8色の色付き線で構成されてい て、ストレート・ケーブルかクロス・ケーブルのいずれをつくるのかによって、これら銅線の配列順序が違 ってくる。これらの序列を間違えずにフラットに成形しジャックの中に押し込んで首尾よく圧着工具(ペン チ)で締め付ける作業はかなりの練習を必要とする。物理的連結作業が完了した後は、自分の目やルーペな どを使ってチェックする。最後にケーブル・テスタによる電気導通テストと配線テストがあり、これらの導 通試験に合格してはじめて、使用可能なUTPケーブルとして認知される。 -10-
この実習においては、ケーブル作りが失敗するケースが多いが学生は生きいきとしていて、実習を楽しんで いる。 本実習における悩みは適切な専用の実習室がないことである。実習では5台のルータと2台のスイチング・ ハブの機器を使用するが、これらを置く実験台がないために、止むを得ずPCのモニターや本体の上や教卓 の上を実験台代わりにして使っている(写真1,2参照)。ルータの背面にはモニター用のフラット・ケーブ ルや通信用のUTPケーブルやシリアル・ケーブルが装着されていて、足の踏み場もないくらいに所狭しと結 線されている。実習中はポート間の誤配線のチェック、DCE、DTEの方向`性チェック、コネクタの緩みチェ ックなど各班ごとに、それぞれの問題点をチェックするので、正常な通信が行われるまで、舞台裏は実にご ったがえしている。ちょっとの不注意で機器類を床に落としかねないので、よけいな神経を使い、ネットワ ーク実習中の思考の集中が中断されるという不具合がある。実習室の整備も一つの課題であろう。 参考文献 (1)AllanLeinwand他・箸、阿瀬はる美。訳、日本シスコシステムズ株式会社・監修「Ciscoルータ設定 ガイド」、ソフトバンク・パブリッシング株式会社、1998年12月初版、2000年4月第6刷 (2)RobertWright他・箸、阿瀬はる美・訳、日本シスコシステムズ株式会社・監修、「IPルーティング入 門」、ソフトバンク・パブリッシング株式会社、1999年12月初版、2000年2月第3刷 (3)InnokentyRudenko、CCIE箸、シスコシステムズ株式会社岡利章監修、「CiscoルータIPルーティン グ」、株式会社インプレス、2000年3月初版 (4)日本シスコシステムズ株式会社編集、「Ciscol600シリーズルータインストレーション・コンフィ ギュレーション・ガイド」、日本シスコシステムズ株式会社、1998年発行 (5)日本シスコシステムズ株式会社編集、「Cisco2500シリーズルータ・インストレーション・コンフィ ギュレーション・ガイド」、日本シスコシステムズ株式会社、1998年発行 (6)日本シスコシステムズ株式会社編集、 「CiscoCatalystl900シリーズ」、日本シスコシステムズ株式 会社、1998年発行 -11-