Виртуальные локальные сети (VLAN)

Для выделения отдельных сетей в рамках единого физического сегмента существует технология VLAN или Virtual Local Area Network (Виртуальная Локальная Вычислительная Сеть). VLAN позволяет разделять одну физическую сеть на несколько виртуальных, что способствует повышению безопасности, гибкости и эффективности сетевого взаимодействия.

С помощью VLAN можно легко группировать сетевые устройства в соответствии с определенными параметрами, такими как отдел, функциональность или уровень безопасности. Виртуализация локальной сети позволяет создавать гибкие конфигурации и управлять ими централизованно.

Внутри виртуального сегмента сеть VLAN ведет себя аналогично обычной локальной сети. Устройства, находящиеся в одном виртуальном сегменте, могут обмениваться данными и взаимодействовать друг с другом, как будто они находятся в одной физической сети. При этом устройства из разных VLAN обычно не имеют доступа друг к другу без специальных настроек и разрешений.

Виды и функции VLAN

В зависимости от целей использования, можно выделить несколько видов VLAN:

• Стандартные VLAN – это предопределенные VLAN, присутствующие по умолчанию в устройствах сетевого оборудования. Они используются для базовой коммутации и физического разделения сети.
• Статические VLAN – в данном случае, администратор самостоятельно создает и назначает VLAN портам коммутатора. Конфигурация VLAN вручную позволяет более гибко управлять трафиком и обеспечить максимальный контроль.
• Динамические VLAN – в данном случае, VLAN назначаются автоматически на основе определенного условия. Например, VLAN может быть назначен автоматически в зависимости от MAC-адреса, идентификатора пользователя или порта, к которому подключено устройство.
• Трассируемые VLAN – в данном случае, сегменты VLAN можно расширять на несколько коммутаторов, обеспечивая передачу трафика между ними. Трассируемые VLAN обычно используются для объединения удаленных сетей в единую виртуальную сеть.

Кроме разделения трафика, VLAN также выполняют ряд других функций:

1. Изоляция трафика – каждый VLAN имеет свою собственную среду передачи данных, что позволяет отделить трафик разных сетей и обеспечить дополнительный уровень безопасности.
2. Управление трафиком – разделение сети на VLAN позволяет назначать различные политики обработки трафика для каждого сегмента, что упрощает управление и обеспечивает приоритетность передачи данных.
3. Увеличение пропускной способности – VLAN позволяют балансировать нагрузку на сеть и увеличивать пропускную способность за счет оптимизации использования ресурсов.

VLAN в компьютерных сетях

VLAN позволяет создавать логически отделенные сегменты сети без необходимости использования отдельных физических сетей. Это делает управление сетью более гибким и эффективным.

Для создания VLAN используются коммутаторы, которые разделяют сеть на виртуальные группы на основе различных критериев, таких как порты или MAC-адреса устройств. Компьютеры внутри одной VLAN могут обмениваться данными напрямую, без необходимости передачи данных через маршрутизаторы или другие устройства.

VLAN применяется в различных случаях, например, для разделения трафика между отделами внутри компании, для создания изолированных сетей для гостей или для сегментации трафика в целях безопасности.

VLAN имеет множество преимуществ, включая повышение гибкости и эффективности управления сетью, улучшение безопасности и уменьшение нагрузки на сеть. Однако настройка и управление VLAN может быть сложной задачей, требующей определенных знаний и опыта в области сетевых технологий.

Важно понимать, что VLAN – это не физическое разделение сети, а логическое. Она обеспечивает изоляцию трафика и управление доступом, но использует одну физическую сетевую инфраструктуру.

VLAN в сетях Ethernet

Все устройства, подключенные к VLAN, могут обмениваться данными без необходимости пересылки пакетов по всей сети. Это позволяет улучшить производительность сети и уменьшить возможность возникновения коллизий при передаче данных.

С помощью VLAN можно создавать логические группы устройств по различным критериям, таким как функциональная принадлежность (отделы компании), политики безопасности (доступ к ресурсам), физическая принадлежность (разные этажи здания) и т.д. Каждая VLAN имеет свой VLAN ID, который определяет к какой группе она относится.

Для сегментирования физической сети Ethernet на VLAN используется коммутатор (switch). На коммутаторе настраиваются порты, которые принадлежат определенным VLAN. Коммутатору необходимо знать к какому VLAN принадлежит каждый пакет данных, поэтому в Ethernet-кадр добавляется VLAN-тег (VLAN tag), который содержит VLAN ID. При получении пакета коммутатор проверяет VLAN ID и пересылает пакет только на те порты, которые принадлежат этому VLAN.

Использование VLAN позволяет повысить безопасность сети, так как она разделена на логические группы и нежелательное перемещение данных между VLAN становится затруднено. VLAN также улучшает производительность сети, так как снижается количество передаваемых пакетов.

Организация VLAN облегчает управление сетью и добавление или удаление устройств, так как изменения связанные с конкретной группой (VLAN) легко выполняются без воздействия на другие части сети.

Преимущества использования VLAN

Улучшенная безопасность

Управление различными VLAN-ами осуществляется с помощью коммутаторов VLAN, которые фильтруют, перенаправляют и ограничивают доступ к данным согласно настройкам администратора сети. Благодаря этому, VLAN позволяет группировать сетевые устройства по определенным критериям, таким как департамент, функциональная область или уровень доступа.

При использовании VLAN возможно ограничение общей видимости сети, так как бродкаст-трафик и данные, передаваемые через VLAN, ограничены только внутри этой VLAN. Это увеличивает безопасность сети, поскольку в случае нарушения безопасности в одной VLAN, другие VLAN остаются незатронутыми.

Вместо того, чтобы реализовывать физически отдельные сети, VLAN позволяет создавать виртуальные сети на одной сетевой плате или коммутаторе. Таким образом, можно поддерживать загрузку и исправление физической инфраструктуры только одной сетевой картой, одновременно предоставляя отдельные виртуальные сети для разных групп устройств.

Также, VLAN может использоваться для разграничения сетевого трафика и создания сегментов с интернет-доступом и без него. Такой подход позволяет управлять доступом и ограничивать возможность проникновения в сеть извне.

Все эти преимущества делают VLAN эффективным инструментом для улучшения безопасности сети, снижения рисков и обеспечения конфиденциальности данных.

Лучшая управляемость сети

В системе VLAN можно создать различные группы устройств, которые могут обмениваться данными только внутри своей группы. Это означает, что данные не могут быть пересыланы между разными группами без специальных настроек. Такой подход позволяет выделить отдельные сегменты для разных отделов или департаментов в пределах одной организации.

Кроме того, VLAN позволяет администраторам сети устанавливать правила доступа и контролировать трафик внутри каждого сегмента. Например, можно ограничить доступ к определенным ресурсам только для определенных групп пользователей. Это повышает безопасность сети и предотвращает несанкционированный доступ к чувствительным данным.

В то же время, VLAN позволяет повысить эффективность использования сетевых ресурсов. Благодаря возможности группировки устройств по логическим сегментам, можно управлять трафиком более гибко и эффективно распределять ресурсы в зависимости от потребностей каждой группы устройств. Это в свою очередь повышает производительность сети и снижает нагрузку на сетевое оборудование.

Как работает VLAN?

Виртуальные локальные сети создаются на коммутаторах, и каждая VLAN может содержать несколько устройств, которые могут обмениваться данными только между собой внутри своей VLAN. Это позволяет создавать отдельные сети для разных групп пользователей или разных приложений, не требуя физической разделки сети.

Каждой VLAN присваивается идентификатор, называемый VLAN ID. Когда устройство отправляет данные, оно помечает пакет с VLAN ID, чтобы показать, из какой VLAN они исходят. Коммутаторы используют эту метку для правильной маршрутизации данных в сети. Это позволяет коммутаторам управлять трафиком и предоставлять безопасность, разделяя сеть на несколько виртуальных сегментов.

Например, в офисной сети может быть создана отдельная VLAN для отдела продаж, отдела разработки и отдела поддержки. Каждая группа сотрудников будет находиться в своей VLAN и сможет обмениваться данными только внутри своей группы, что повышает безопасность и эффективность сети.

Разделение сети на виртуальные локальные сети

Основная цель создания VLAN – это разбить сеть на несколько изолированных сегментов, внутри которых устройства могут общаться друг с другом, но не могут обмениваться данными с устройствами из других VLAN. Это помогает повысить безопасность, эффективность и гибкость сетевой инфраструктуры.

Для создания VLAN используются коммутаторы с поддержкой технологии 802.1Q. Каждая VLAN имеет свой идентификатор (VLAN-ID), который добавляется к тегу Ethernet кадра. Таким образом, коммутаторы могут идентифицировать и направлять трафик между VLAN. Устройства внутри одной VLAN могут обмениваться данными без присутствия маршрутизатора, тогда как для связи между VLAN требуется маршрутизатор или коммутатор с поддержкой межсетевого экрана (Layer 3 switch).

Преимущества использования VLAN включают улучшенную безопасность, эффективность управления трафиком, возможность группировки устройств по логическим параметрам (например, отделам компании), а также более гибкую настройку сетевой инфраструктуры. VLAN – это мощный инструмент для организации сетей и поддержания их стабильности и безопасности.