VLANとは何か、なぜ役立つのか

スイッチは、多数のデバイスを1つのネットワークに接続します。しかし、同じ物理スイッチを共有しながら、デバイスを別々のグループに分けたい場合もあります。VLAN（Virtual Local Area Network）は、まさにそれを実現します。1台のスイッチを、複数の独立したネットワークに論理的に分割するのです。このレッスンでは、VLANとは何か、そしてセキュリティ、パフォーマンス、構成にもたらす実際のメリットについて説明します。

VLANがない場合、スイッチのすべてのポートは同じブロードキャストドメインに属します。ブロードキャストドメインとは、ブロードキャストメッセージを全デバイスが受信する範囲です。1台のデバイスがブロードキャストすると、スイッチ上の他のすべてのデバイスがそれを受信します。大規模でフラットなネットワークでは、常にバックグラウンド通信が発生し、ユーザーやデバイスのグループ間に分離がありません。

VLANは、スイッチを複数のブロードキャストドメインに分割します。VLAN 10に割り当てられたポートは1つのネットワークを形成し、VLAN 20のポートは別のネットワークを形成します。同じスイッチに接続されていても、ルーターが接続しない限り、VLAN 10のデバイスはVLAN 20のデバイスに直接到達できません。それぞれのVLANは、物理スイッチの中にある独立したスイッチのように動作します。

VLANは、分離によってセキュリティを向上させます。ゲストWi-Fiを1つのVLANに、従業員のデバイスを別のVLANに、監視カメラを3つ目のVLANに配置できます。侵害されたゲストデバイスは、通信が分離されているため、カメラや従業員用のVLANと直接通信できません。VLAN同士を接続する場所（通常はルーターまたはファイアウォール）を限定すれば、そこでアクセスルールを適用できます。

VLANは、ブロードキャストドメインを小さくすることでパフォーマンスも向上させます。ブロードキャストはスイッチ全体に流れず、それぞれのVLAN内にとどまります。ブロードキャストドメインが小さくなると、無駄な帯域幅の消費や各デバイスの処理負荷が減ります。負荷の高いネットワークで数百台のデバイスを複数のVLANに分割すると、ブロードキャストノイズが目に見えて減り、応答性が保たれます。

VLANを使うと、場所ではなく役割に基づいてデバイスをグループ化できます。経理部門のスタッフは、1階にいても3階にいても同じVLANを共有できます。VLANへの所属は配線ではなく、ポートの割り当てに従うためです。この論理的なグループ化によって、各VLANがSales、Voice、Serversのような意味のあるグループに対応するため、ポリシー、命名、トラブルシューティングが分かりやすくなります。

各VLANには、1～4094の数値VLAN IDがあります。VLAN 1はデフォルトで、すべてのポートが最初に所属するVLANです。管理者は別のIDを割り当てて新しいVLANを作成します。たとえば、VLAN 10をスタッフ用、20をゲスト用、30を音声用とする、分かりやすい方式がよく使われます。このIDによって、スイッチは各VLANのトラフィックを識別し、他のトラフィックから分離します。

デバイスをVLANに所属させるには、管理者がそのデバイスの接続されたスイッチポートにVLAN IDを割り当てます。以下のスニペットは、一般的な管理対象スイッチでの考え方を示しています。これ以降、そのポートに接続されたものはすべてVLAN 10に所属します。ケーブルをVLAN 20のポートに移せば、建物の配線を変更しなくても、デバイスはVLAN 20に所属します。

VLANが分離されているなら、必要なときにどのように通信するのでしょうか。ルーターまたはレイヤー3スイッチがVLAN間のルーティングを行います。これは、VLAN間ルーティングと呼ばれることもあります。ルーターはVLAN間を制御されたゲートウェイとして接続し、そこでアクセスルールを適用できます。このように、VLANはデフォルトでは分離されたままですが、管理者の制御下で意図的にトラフィックを交換できます。

実際の環境でよく見られる例が音声VLANです。IP電話を専用のVLANに配置すると、通常のコンピューターのデータとトラフィックを分離できるため、通話を優先し、音声品質を高く保てます。多くの電話機にはPC用の内蔵スイッチポートがあり、電話機が音声VLANにタグを付けながら、同じケーブルを通してコンピューターのデータを別のVLANで転送できます。

VLANは、1台の物理スイッチを複数の論理ネットワークに変えます。分離によってセキュリティを、ブロードキャストドメインを小さくすることでパフォーマンスを、役割ごとにデバイスをグループ化することで構成を実現します。各VLANにはIDがあり、ポートはVLANに割り当てられ、必要に応じてルーターがVLAN同士を接続します。この柔軟性があるため、VLANはほぼすべての企業ネットワークで使われ、Network+の試験でも頻繁に扱われます。

VLANの理解度を試してみましょう。

VLANは、1台の物理スイッチをそれぞれ独自のブロードキャストドメインである複数のネットワークに論理的に分割します。VLANは、分離によってセキュリティを、ブロードキャストを制限することでパフォーマンスを、役割ごとにデバイスをグループ化することで構成を向上させます。各VLANには数値のVLAN ID（1～4094、デフォルトは1）があり、ポートはVLANに割り当てられます。異なるVLANのデバイスが通信するにはルーターが必要です。音声VLANは電話のトラフィックを分離し、通話品質を向上させます。