産業用ルーターの VLAN 構成: Jincan Network による詳細ガイド

VLANとは何ですか?

あ 仮想LAN (仮想ローカル エリア ネットワーク) は、物理的な場所に関係なく、デバイスを論理的に異なるネットワーク グループに分割するように設計されたネットワーク テクノロジです。このテクノロジにより、コンピューターとユーザーは、単一のローカル エリア ネットワーク (LAN) の一部であるかのように、シミュレートされた環境で通信できます。VLAN を使用すると、デバイスは同じブロードキャスト ドメインとマルチキャスト ドメインをシームレスに共有できます。

VLAN を実装する主な目的は、イーサネット ブロードキャストの問題に対処し、ネットワーク セキュリティを強化することです。VLAN 内では、ブロードキャスト トラフィックとユニキャスト トラフィックは制限され、他の VLAN に流出することはありません。2 台のコンピューターが同じサブネット上にある場合でも、異なる VLAN に属している限り、ブロードキャスト トラフィックは相互作用しません。

VLAN は拡張性が高く、安全で、ネットワーク管理を簡素化します。ネットワーク要件への迅速な調整やネットワーク ノードの再展開が可能になります。

この記事では、産業用ルーターのVLANについて詳しく見ながら、 ジンカンネットワークの産業用ルーター ソリューションは、VLAN 設定を最適化できます。

現代のネットワーク管理にとってVLANが重要な理由

VLAN は、特に産業環境における現代のネットワークの管理に不可欠です。その理由は次のとおりです。

1. ブロードキャストドメインの縮小ネットワークを VLAN に分割することで、管理者は不要なブロードキャスト トラフィックを制御および削減し、輻輳を最小限に抑えることができます。
2. 強化されたセキュリティVLAN はデバイスを別々の論理グループに分離し、異なる VLAN 内のデバイス間の不正な通信を防止します。
3. 最適化されたネットワークパフォーマンスネットワークをセグメント化するとボトルネックが軽減され、全体的なデータ スループットが向上します。
4. コスト効率の高いソリューションVLAN を使用すると、物理ルーターを追加せずにセグメンテーションが可能になり、ハードウェア コストを節約できます。
5. 簡素化された管理VLAN を使用すると集中管理が可能になり、必要に応じてネットワークを再構成しやすくなります。

VLAN プロトコル: VLAN ネットワークのバックボーン

VLANは効果的に機能するために特定のプロトコルを使用します。最も広く採用されている標準は IEEE802.1Q の仕様は、イーサネット パケットに VLAN タグを追加します。これを詳しく見てみましょう。

• IEEE 802.1Q とは何ですか?
  IEEE 802.1Q は、イーサネット フレームの VLAN タグ付けの業界標準です。32 ビット (4 バイト) の VLAN タグ フィールドをイーサネット フレーム ヘッダーに挿入して、データ パケットが属する VLAN を識別します。

802.1Q VLAN タグ付けフィールドの内訳:

1. タグプロトコル識別子 (TPID):
   • 固定値の 0x8100 フレームを VLAN タグ付きフレームとして識別します。
2. 優先コードポイント (PCP):
   • サービス品質 (QoS) に使用される 3 ビットのフィールド。パケットの優先度を決定します。
3. 標準フォーマットインジケーター (CFI):
   • イーサネットとトークン リング ネットワーク間の互換性を保証する 1 ビット フィールド。
4. VLAN 識別子 (VLAN ID):
   • VLAN ID を表す 12 ビットのフィールド。VLAN ID の範囲は 1 ～ 4094 で、1 つのネットワークで最大 4094 個の VLAN を使用できます。

VLAN の種類: 静的 VLAN と動的 VLAN

VLANを設定する際、管理者は以下のいずれかを選択できます。 静的VLAN そして ダイナミックVLAN要件に応じて異なります。

1. 静的VLAN

静的 VLAN はスイッチ ポートに基づいています。特定のポートに接続されたデバイスは、特定の VLAN に割り当てられます。この方法は設定と管理が簡単なため、最も一般的に使用されるタイプの VLAN です。

利点:

• シンプルな構成。
• 信頼性が高く、予測可能です。

デメリット:

• 柔軟性の欠如。
• デバイスを別のポートに移動する場合は、手動での変更が必要です。

2. ダイナミックVLAN

ダイナミックVLANは、次のような基準に基づいてデバイスをVLANに割り当てます。 MACアドレス, IPサブネット、さらにはユーザー認証も可能です。この設定は、デバイスの場所が頻繁に変わるネットワークに最適です。

利点:

• 柔軟性が高い。
• ネットワークの変更に自動的に適応します。

デメリット:

• より高度な設定が必要です。
• VLAN 管理ソフトウェアに依存します。

VLAN はいつ使用すべきですか?

VLAN の重要性をより深く理解するために、ネットワーク環境における一般的なシナリオを考えてみましょう。

2つのレイヤー2スイッチを想像してください。 SW1 そして SW2SW1のポートに接続されたデバイス（例：PC1）は、SW2のポートに接続されたデバイス（例：PC3）と通信する必要があります。VLANがない場合、PC1は ARP (アドレス解決プロトコル) PC3 の MAC アドレスを検出する要求。この ARP 要求は、SW2 の下にあるデバイスを含む、ネットワーク上のすべてのデバイスに転送されます。

このシナリオでは、次の問題が発生する可能性があります。

• ネットワークストーム: ブロードキャスト トラフィックが多すぎると、ネットワーク リソースが圧迫される可能性があります。
• セキュリティリスク: 機密データが不正なデバイスによって傍受される可能性があります。

VLAN がこの課題を解決する方法

VLAN を使用すると、管理者はネットワークを論理グループに分割できます。例:

• SW1の下にあるデバイスは、 VLAN1.
• SW2の下にあるデバイスは、 VLAN2.

この設定では、PC1 がブロードキャスト メッセージを送信すると、そのメッセージは VLAN1 内のデバイスにのみ配信され、ネットワークの効率とセキュリティが確保されます。

産業用ルーターでVLANを使用する利点

産業用ルーターは、堅牢で安全なネットワーク構成が求められる環境で動作することがよくあります。このようなシナリオでは、VLAN がいくつかの利点をもたらします。

1. 強化されたセキュリティ

VLAN 対応ネットワークでは、管理者は各ポートとリソースへのアクセスを制御できます。悪意のあるユーザーは、利用可能なポートに接続するだけではネットワーク トラフィックを傍受できません。また、VLAN は機密性の高いデバイスを分離し、不正アクセスのリスクを軽減します。

2. ネットワークパフォーマンスの向上

ネットワークをセグメント化することで、不要なトラフィックが排除され、帯域幅が節約されます。これにより、遅延が削減され、ネットワーク全体のパフォーマンスが向上します。

3. コスト効率の高いネットワーク

追加のルーターやスイッチを導入する代わりに、VLAN を使用すると、複数のサブネットワークを 1 つのデバイス上に共存させることができます。これにより、ハードウェア コストが削減され、ネットワークの導入が簡素化されます。

4. 簡素化された管理

VLAN は制御を集中化することでネットワーク管理を簡素化します。管理者は、地理的に分散した場所であっても、デバイス間で VLAN を簡単に構成および管理できます。

Jincan Network の産業用ルーターでの VLAN の設定

Jincan Network の産業用ルーターには、VLAN 構成のサポートが組み込まれています。以下は、Jincan Network ルーターを使用して VLAN を設定するための手順ガイドです。

シナリオ例

ネットワークを 2 つのサブネットに分割するとします。

• 192.168.10.x イーサネット ポート 1 に接続されたデバイスの場合。
• 192.168.20.x イーサネット ポート 2 に接続されたデバイスの場合。

設定手順:

1. ルーターの管理インターフェースにアクセスする:
   管理者アカウントを使用して、ルーターの Web ベースの管理インターフェイスにログインします。
2. VLAN構成セクションに移動します:
   ルーターの高度なネットワーク オプションの下にある VLAN 設定を見つけます。
3. VLANを作成する:
   • 割り当てる VLAN ID 10 イーサネットポート1へ。
   • 割り当てる VLAN ID 20 イーサネットポート2へ。
4. IPアドレスの設定:
   • VLAN10のIP範囲を 192.168.10.x.
   • VLAN20のIP範囲を次のように設定します 192.168.20.x.
5. 設定を適用:
   変更を保存して適用します。ルータは VLAN ID に基づいてトラフィックをセグメント化します。

産業界におけるVLANの実際の応用

1. スマートシティ

スマート シティの展開では、VLAN によってさまざまなサービス (監視カメラ、信号機、公共の Wi-Fi など) からのトラフィックを分離し、セキュリティを確保して干渉を最小限に抑えることができます。

2. 産業オートメーション

工場では、VLAN によって重要な生産システムがオフィス ネットワークから分離され、サイバー攻撃や偶発的な中断のリスクが軽減されます。

3. エネルギー部門

発電所や再生可能エネルギー農場では、VLAN を使用して制御システムを管理ネットワークから分離し、運用の継続性を確保しています。

4. 小売業

小売チェーンでは、セキュリティとコンプライアンスを強化するために、VLAN を使用して顧客向けシステム (POS 端末など) をバックオフィス システムから分離しています。

結論

VLAN テクノロジーは、特に産業環境における現代のネットワークに不可欠なツールです。トラフィックをセグメント化することで、VLAN はセキュリティ、パフォーマンス、管理性を強化し、あらゆる規模の企業にとってコスト効率の高いソリューションとなります。

ジンカンネットワーク は、堅牢な VLAN サポートを備えた産業用ルーターを提供し、高度なネットワーク設定に必要な柔軟性と信頼性を実現します。スマート シティの管理、工場フロアの自動化、小売ネットワークのセキュリティ保護など、Jincan Network のソリューションで実装された VLAN は、目標を効率的に達成するのに役立ちます。

Jincan Network の産業用ルーター ソリューションの詳細については、こちらをご覧ください。