VLAN（Virtual LAN）

ネットワークの仮想化

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VLANの概要

VLANとは、スイッチに接続されたPCやサーバを論理的にグループ分けして、あたかも別々のネットワークに分割したように利用できる仕組みです。

VLANのメリット

通常、スイッチに接続された機器はすべて同じネットワークに属します。そのため、すべての機器がブロードキャストを受け取り、セキュリティや効率の面で問題になることがあります。

そこでVLANを設定すると、同じスイッチに接続されていても、機器を論理的に分けて異なるネットワークとして扱うことができます。たとえば、部署ごとに「営業部用VLAN」「総務部用VLAN」と分けることで、ブロードキャストが不要に広がるのを防ぎ、セキュリティを高めることが可能です。

セキュリティ向上：部門ごとにネットワークを分け、不正アクセスを抑止。
トラフィック制御：不要な通信が他の部署に流れない。
柔軟性：物理的な接続に関係なく、論理的にネットワークを設計できる。

VLANは、物理的には同じスイッチに接続されているPCを仮想的に複数のネットワークに分割できる

ポートベースVLAN

VLANの代表的な方式のひとつが「ポートベースVLAN」です。これは、スイッチの各ポートにVLAN IDを割り当てることで、接続された機器を論理的にグループ分けする方法です。

例えば、スイッチングハブの1〜4番ポートを「VLAN10」、5〜8番ポートを「VLAN20」と設定すると、同じVLANに属する機器同士は通信できますが、異なるVLAN間では直接通信できません。

ポートベースVLANの特徴

シンプルな構成：設定が「ポート単位」で行われるため、管理が容易
同一VLAN内通信：同じVLAN IDに属する機器間は、通常のLANと同様に通信可能
VLAN間分離：異なるVLAN IDに属する機器間は通信できず、セキュリティやトラフィック制御に効果的
柔軟性の欠点：PCを別のポートに差し替えると意図せず別のVLANに所属してしまう。正しいVLANに所属させるために、管理者がVLAN設定を変更しなければならない

VLAN間で通信を行うには？

ポートベースVLANでは、異なるVLAN間での通信は遮断されます。もし「VLAN10」と「VLAN20」のPCを通信させたい場合は、ルータやL3スイッチを用いた「VLAN間ルーティング」が必要となります。

ポートベースVLANは、最も基本的で理解しやすいVLANの構成方法です。部署ごとや用途ごとにポートを分けて設定すれば、ネットワークを効率的かつ安全に分割できます

タグVLAN

タグVLAN（IEEE 802.1Q）は、VLANの情報をEthernetフレームに「タグ」として埋め込む方式です。スイッチングハブ間で複数のVLANを一つの回線（リンク）でやり取りできるようになります。

各フレームにはVLANタグが追加されます。スイッチングハブは、このタグを見て、「どのVLANのフレームなのか」を判断します。これにより、1本の物理リンクで複数のVLANを運べるため、ネットワーク設計が柔軟になります。

VLANタグ

IEEE 802.1Qで規定されるVLANタグは、Ethernetフレームに挿入される 4バイト（32ビット）の追加情報です。これにより、1本のリンク上で複数のVLANのフレームを識別できるようになります。タグは、Ethernetフレームの送信元MACアドレスとタイプフィールドの間に挿入されます。