Что такое VLAN

VLAN: что это и как работает 

• Что такое VLAN 
• Для чего нужна VLAN 
• Принцип работы VLAN 
• Типы VLAN
• Разница между VLAN и VPN 
• Преимущества VLAN

Что такое VLAN 

VLAN (Virtual Local Area Network) – это технология, которая позволяет логически разделить физическую сеть на несколько виртуальных сетей. Каждая из них функционирует как отдельная локальная сеть, несмотря на то что все устройства могут физически находиться в одной и той же сети. 

VLAN позволяет улучшить управление сетью, повысить безопасность и увеличить эффективность работы сети.

Для чего нужна VLAN 

VLAN – это незаменимый инструментом для современных сетей. Его используют для решения нескольких важных задач в сетевом администрировании. 

К основным причинам, по которым нужен VLAN, относятся:

Сегментация сети

VLAN позволяет разделить одну физическую сеть на несколько логических сегментов. Это помогает изолировать трафик различных подразделений или групп в организации, что упрощает управление сетью и повышает её производительность.

Например, можно создать отдельные VLAN для отделов HR, PR и аналитики. Тогда трафик каждого отдела не будет пересекается с другими, тем самым повышая безопасность и управляемость сети.

Повышение безопасности

Сегментация сети с помощью VLAN повышает безопасность, так как устройства в одной VLAN не могут напрямую взаимодействовать с устройствами в другой без специальной настройки. Так можно уменьшить риск несанкционированного доступа к конфиденциальной информации.

В общественных местах, например, кафе, ресторанах или гостиницах, можно создать отдельную VLAN для гостей, чтобы изолировать их трафик от основной сети предприятия.

Уменьшение широковещательного трафика

Широковещательный трафик ограничивается пределами одной VLAN. Это сокращает количество широковещательных пакетов, которые распространяются по сети, что снижает нагрузку на сетевые устройства и улучшает общую производительность сети.

Гибкость и простота управления

VLAN обеспечивает гибкость в управлении сетевой инфраструктурой. Например, при перемещении сотрудника из одного отдела в другой нет необходимости переподключать его рабочее место к другой сети физически – достаточно просто изменить VLAN, к которой подключен его порт.

Повышение эффективности использования ресурсов

В больших организациях с разными отделами и задачами VLAN позволяет оптимально использовать сетевые ресурсы. У каждого отдела может быть собственная VLAN – это позволяет лучше распределить нагрузку и избежать перегрузок.

Например, VLAN используются в дата-центрах при создании виртуальных сетей для различных клиентов или приложений. Это позволяет эффективно использовать ресурсы и улучшать управление сетью.

Облегчение администрирования сети

С помощью VLAN администраторы могут легко управлять и конфигурировать сеть, так как логические сегменты можно настроить и изменить без физического изменения кабельной инфраструктуры.

Принцип работы VLAN 

VLAN позволяет разделить этот один большой коммутатор на несколько виртуальных коммутаторов. Например, можно создать три VLAN для разных отделов в офисе. Получится, будто у каждого отдела свой собственный коммутатор, хотя на самом деле все они подключены к одному и тому же физическому устройству.

Как работает технология VLAN: 

1. Когда с устройства отправляются данные, к ним добавляется специальный тег, который указывает, к какой VLAN они принадлежат. Коммутатор использует эту метку, чтобы направлять их только к тем устройствам, которые находятся в той же VLAN.

Поток данных, который помечен тегом, называется тегированным трафиком. Тег включает в себя два основных поля

TPID (Tag Protocol Identifier). Это поле идентификатора указывает, на основе какого протокола был создан тег.

TCI (Tag Control Information). Это поле контрольной информации, которое делится на три части:

• PCP (Priority Code Point). Определяет приоритет передаваемого трафика.
• DEI (Drop Eligible Indicator). Показывает, какие кадры могут быть отброшены в случае перегрузки.
• VID (VLAN Identifier). Указывает, к какой виртуальной локальной сети принадлежит кадр.

2. Когда кадры данных поступают на коммутатор, он читает тег и понимает, к какой VLAN они принадлежат. Например, если тег сообщает, что данные для VLAN аналитики, то коммутатор отправляет их только к устройствам отдела аналитики.
3. Устройства в одной VLAN могут общаться между собой, но не могут напрямую общаться с устройствами в другой. Например, компьютер в отделе PR не сможет напрямую отправить данные на компьютер в отделе аналитики. 

Принцип работы VLAN на примере:

Представьте, что у вас есть офис с двумя отделами: маркетинг и продажи. В маркетинге пять компьютеров, в продажах – три. Вы создаете две VLAN: VLAN 10 для маркетинга и VLAN 20 для продаж. Теперь, когда компьютер в маркетинге отправляет данные, они получают тег VLAN 10, и коммутатор направляет эти данные только к другим компьютерам в VLAN 10 (маркетинг). Аналогично, данные из продаж (VLAN 20) остаются внутри этой группы.

Типы VLAN

Различные типы VLAN позволяют более гибко и эффективно управлять сетевой инфраструктурой, обеспечивая изоляцию трафика, повышение безопасности, качество обслуживания и удобство управления. 

К ним относятся:

• Data VLAN. Data VLAN (пользовательские VLAN) предназначены для передачи данных пользователей. Они разделяют сеть на логические сегменты, позволяя изолировать трафик различных групп пользователей или отделов. Data VLAN помогают обеспечить безопасность и улучшение управления сетью, предотвращая пересечение трафика между различными подразделениями.
• Voice VLAN. Voice VLAN используют специально для передачи голосового трафика (например, VoIP). Выделение отдельной VLAN для голосовых данных позволяет обеспечить приоритет и качество обслуживания (QoS) для голосовых вызовов, минимизируя задержки и потери пакетов. Это особенно важно в корпоративных сетях, где требуется высокая надёжность и качество передачи голоса.
• Management VLAN. Management VLAN выделяются для управления сетевыми устройствами: коммутаторами, маршрутизаторами и точками доступа. Использование отдельной VLAN для управления позволяет изолировать административный трафик от пользовательского, повышая безопасность и упрощая управление сетью. Обычно доступ к Management VLAN ограничен только администраторам сети.
• Native VLAN. К Native VLAN относится нетегированный трафик на транковых портах. Обычно она используется для совместимости с устройствами, которые не поддерживают тегирование 802.1Q. По умолчанию у Native VLAN есть идентификатор VLAN 1, но мы рекомендуем изменить его, чтобы повысить безопасность сети. 
• Default VLAN. Default VLAN назначена всем портам коммутатора по умолчанию. В большинстве случаев у неё идентификатор VLAN 1. Её используют для начальной настройки и управления коммутатором до создания пользовательских VLAN. По соображениям безопасности рекомендуется минимизировать использование VLAN 1 для пользовательского трафика.
• Guest VLAN. Guest VLAN используют, чтобы предоставить сетевой доступ временным или внешним пользователям. Например, в офисах или общественных местах можно настроить отдельную VLAN для гостей, тем самым обеспечив им доступ в интернет, но изолировав их от основной корпоративной сети.
• Private VLAN. Private VLAN (PVLAN) – это расширение обычных VLAN, которое предназначено для повышения безопасности внутри сети. PVLAN позволяет изолировать устройства внутри одной VLAN, предотвращая прямое взаимодействие между ними. Это полезно в ситуациях, когда необходимо обеспечить высокий уровень безопасности и контроля доступа внутри одной VLAN, например, в хостинговых центрах или дата-центрах.

Разница между VLAN и VPN 

VPN (Virtual Private Network) используется для создания соединения с частной сетью через публичную сеть. Например, эта сеть полезна для организаций, которые хотят обеспечить безопасный обмен конфиденциальными данными с удалёнными сотрудниками. Когда вы используете VPN, данные передаются в зашифрованном виде, обеспечивая защиту от перехвата. Частная сеть функционирует на сетевом уровне модели OSI.

VLAN же предназначена для группировки устройств, которые могут взаимодействовать между собой на канальном уровне, как если бы они были подключены к одному коммутатору. Эти группы могут работать независимо друг от друга, несмотря на то что физически они подключены к одному и тому же коммутатору.

Таким образом, VPN предоставляет безопасное удалённое подключение к частной сети через интернет, а VLAN позволяет разделить локальную сеть на логические сегменты для более эффективного управления и безопасности.

Преимущества VLAN

• Улучшенная безопасность. VLAN позволяет изолировать сетевой трафик между различными группами пользователей, что значительно повышает безопасность. Устройства в одной VLAN не могут напрямую взаимодействовать с устройствами в другой VLAN без специально настроенной маршрутизации. Это предотвращает несанкционированный доступ к данным и ресурсам других отделов или групп.
• Уменьшение широковещательного трафика. Широковещательные сообщения ограничиваются пределами одной VLAN, что сокращает количество широковещательных пакетов в сети. Это уменьшает нагрузку на сетевые устройства и улучшает общую производительность сети, так как широковещательный трафик не распространяется на все устройства в сети.
• Гибкость и простота управления. VLAN предоставляет возможность легко изменять сетевую инфраструктуру без физического перемещения устройств или перекоммутации кабелей. Например, если сотрудник перемещается из одного отдела в другой, его устройство можно просто переназначить в соответствующую VLAN, не меняя физические подключения.
• Повышенная эффективность использования ресурсов. VLAN помогает оптимизировать использование сетевых ресурсов, распределяя трафик между различными виртуальными сегментами. Это позволяет лучше управлять пропускной способностью и предотвращать перегрузки в сети.
• Лучшая производительность сети. Разделение сети на несколько VLAN снижает количество конкурирующего трафика, что может улучшить производительность для всех пользователей. Это особенно важно в крупных сетях, где большое количество устройств может привести к заторам и снижению скорости передачи данных.
• Улучшение качества обслуживания (QoS). Виртуальные сети позволяют настроить приоритеты для различных типов трафика. Это помогает обеспечить требуемое качество обслуживания  для критически важных приложений, минимизируя задержки и потери пакетов.

Заключение

Технология VLAN играет ключевую роль в современных сетях, предоставляя возможность логического разделения физической инфраструктуры на изолированные сегменты. Она обеспечивает улучшенную безопасность, повышенную производительность и гибкость управления сетью, позволяя администраторам эффективно контролировать и оптимизировать сетевые ресурсы. 

Использование VLAN становится неотъемлемой частью сетевого администрирования, особенно в крупных организациях и сложных сетевых инфраструктурах. Благодаря простоте настройки и значительным преимуществам, VLAN позволяет организациям создавать более безопасные, управляемые и эффективные сети, которые отвечают современным требованиям бизнеса и технологий.