Ce sunt LAN și VLAN? Un ghid introductiv

de
Tweet
Share
Share
Pin

Rețelele LAN și VLAN: O analiză detaliată

Atât LAN, cât și VLAN sunt concepte importante în rețelistică, dar ele funcționează la niveluri diferite. LAN (Rețea Locală) reprezintă o colecție de dispozitive interconectate, permițând comunicarea între ele, în timp ce VLAN (Rețea Locală Virtuală) este o formă specializată de LAN, menită să îi extindă funcționalitățile.

O rețea LAN de bază poate deveni congestionată din cauza limitărilor sale. Pentru a rezolva această problemă, rețelele LAN sunt segmentate în stații de lucru, reducând astfel încărcătura și congestia. Introducerea VLAN-urilor este motivată de necesitatea de a diviza aceste rețele.

Deși atât LAN, cât și VLAN au scopul de a facilita comunicarea între dispozitive, diferă în ceea ce privește tehnologiile și caracteristicile implementate.

În acest articol, vom analiza în profunzime fiecare concept, inclusiv tipurile, mecanismele de funcționare, aplicațiile și vom evidenția diferențele esențiale dintre LAN și VLAN.

Să începem!

Ce este o Rețea Locală (LAN)?

O rețea locală (LAN) definește o conexiune între mai multe computere situate într-o zonă geografică limitată, cum ar fi un birou, o școală sau o clădire. Aceasta reprezintă o soluție de rețea cu costuri relativ reduse, folosind dispozitive și cabluri mai accesibile.

Rețelele LAN permit partajarea facilă a informațiilor și a resurselor, inclusiv aplicații software, imprimante, camere, fișiere și multe altele. Chiar și în cazul în care o resursă nu este disponibilă local, accesul la aceasta poate fi realizat de la distanță.

Un comutator sau un grup de comutatoare conectează dispozitivele și computerele prin intermediul protocoalelor TCP/IP. Adresele private utilizate în LAN sunt distincte de cele din alte rețele locale. Datorită numărului limitat de legături între computere, transmiterea datelor are loc la viteze ridicate.

De obicei, hardware-ul necesar (adaptoare de rețea, cabluri Ethernet, hub-uri) este accesibil, iar conexiunile sunt de mare viteză. Datorită simplității în gestionare și configurare, rețelele LAN sunt utilizate în diverse locații.

Pentru o comunicare corectă în rețelele LAN, se folosesc două medii principale: cabluri coaxiale și cabluri cu perechi răsucite. Datorită distanțelor limitate pe care le acoperă, nivelul de zgomot și inexactitate este minim. Vitezele de transfer de date variază, de obicei, între 4 și 16 Mbps.

În prezent, vitezele de date s-au îmbunătățit considerabil, atingând intervalul 100-1000 Mbps. Întârzierea de propagare în LAN este relativ mică. Rețelele LAN mici pot conecta două computere, în timp ce rețelele mai mari pot include mii de dispozitive.

De obicei, rețelele LAN sunt cablate, dar se întâlnesc și conexiuni wireless în anumite locații. Toleranța la erori este ridicată, iar rețelele sunt mai puțin aglomerate.

Ce este o Rețea Locală Virtuală (VLAN)?

O Rețea Locală Virtuală (VLAN) este o implementare logică a rețelelor, care grupează un set de dispozitive distincte pentru a partaja o rețea locală (LAN) fizică, izolând traficul de rețea pentru fiecare grup în parte.

VLAN-urile funcționează pe comutatoare de nivel înalt. Un VLAN permite rețelelor diferite să funcționeze ca și cum ar face parte din același LAN. Beneficiul major al VLAN este reducerea latenței, creșterea eficienței și economisirea resurselor rețelei.

VLAN-urile sunt instrumente utile pentru gestionarea rețelei, asigurând scalabilitate și securitate, și menținând un flux eficient al traficului. Caracteristica principală a VLAN este flexibilitatea în contractarea sau extinderea segmentelor LAN conform necesităților.

Împărțirea unui domeniu de difuzare poate duce la o lățime de bandă mai mare. VLAN-ul elimină necesitatea utilizării multiplelor comutatoare pentru subrețelele unei organizații. Comutatoarele sunt esențiale pentru implementarea VLAN, alocând fiecărui port un singur LAN virtual.

Porturile dintr-un VLAN pot aloca transmisii și securizează conexiunea prin restricționarea difuzării la fiecare port, creând multiple transmisii dintr-una singură.

VLAN oferă mai multă flexibilitate prin posibilitatea comutării porturilor la nevoie. Reduce costurile și elimină achiziția de comutatoare scumpe pentru diferențierea subrețelelor. VLAN implementează o rețea ierarhică ce permite alocarea adreselor IP pentru fiecare segment de rețea.

Domeniile VLAN:

Iată câteva domenii importante ale VLAN-urilor:

  • VLAN 0-4095: VLAN rezervat, care nu este utilizabil sau vizibil
  • VLAN 1: Comutator implicit care nu poate fi șters sau modificat, dar poate fi utilizat
  • VLAN 2-1001: Domeniu VLAN normal, care poate fi creat, modificat și șters
  • VLAN 1002-1005: Valorile implicite CISCO utilizate pentru FDDI și inele token. Acesta nu poate fi șters
  • VLAN 1006-4094: Domeniul extins al rețelelor LAN virtuale

Scopurile principale ale VLAN-urilor includ:

  • Îmbunătățirea performanței dispozitivelor prin reducerea traficului pe care un anumit punct final îl poate procesa sau vizualiza.
  • Creșterea securității rețelei, permițând un control sporit asupra dispozitivelor care se pot accesa reciproc. De exemplu, echipele de rețea pot restricționa accesul la dispozitivele IoT sau la echipamentele de rețea, limitându-l la anumite VLAN-uri.
  • Facilitarea administrării, permițând administratorilor să grupeze dispozitivele în scopuri non-tehnice. De exemplu, administratorii pot plasa toate dispozitivele de contabilitate pe același VLAN și computerele de resurse umane pe alte VLAN-uri.

LAN vs. VLAN: Tipuri

Tipuri de LAN

Există două tipuri principale de LAN:

#1. LAN cablat

O rețea LAN cablată folosește cabluri Ethernet și comutatoare pentru a conecta serverele, dispozitivele IoT și punctele finale la rețelele corporative. Într-o afacere mică, un LAN cablat poate include un singur comutator LAN neadministrat, alături de numeroase porturi Ethernet pentru interconectarea dispozitivelor.

Rețelele LAN mai mari pot conecta mii de dispozitive, necesitând software, hardware și configurări suplimentare pentru funcționarea corectă a rețelei.

#2. Rețele LAN wireless

Rețelele LAN wireless utilizează specificațiile IEEE 802.11 pentru a transfera date între rețea și dispozitivele finale, folosind spectrul wireless. Rețelele LAN wireless sunt preferate datorită costurilor reduse și flexibilității oferite.

Tipuri de VLAN

VLAN-urile se împart în două categorii:

#1. VLAN bazat pe port sau static

Inginerii de rețea creează VLAN-uri statice prin alocarea porturilor de pe comutatorul de rețea unui singur VLAN. Aceste porturi comunică doar cu VLAN-urile alocate. Deși sunt numite statice, VLAN-urile de porturi pot fi modificate manual sau prin automatizarea rețelei.

#2. VLAN bazat pe utilizator sau dinamic

Acest tip de VLAN este creat prin direcționarea dinamică a traficului către un VLAN, în funcție de dispozitivul care generează traficul sau de tipul de trafic. Un port este alocat VLAN-ului pe baza identității dispozitivului, conform certificatului de securitate sau protocoalelor de rețea utilizate.

Un port poate fi asociat cu mai multe VLAN-uri dinamice. Schimbarea dispozitivului conectat la un port sau modificarea dispozitivului utilizat poate duce la schimbarea VLAN-ului alocat portului.

LAN vs. VLAN: Cum Funcționează?

Cum Funcționează LAN?

Pentru funcționarea unei rețele LAN, sunt necesare următoarele componente:

  • Interfață de rețea: Include dispozitive electronice și computere care funcționează ca puncte finale pentru trimiterea și primirea de date.
  • Interconexiuni: Permite deplasarea informațiilor sau datelor dintr-un loc în altul. Mediul de rețea și plăcile de interfață de rețea (NIC) fac parte din interconexiune. Cablurile din mediul de rețea sau mediile wireless sunt folosite pentru transferul semnalelor. Funcția unei NIC este de a transforma informația într-un format ușor transmisibil prin LAN.
  • Dispozitive de rețea: Include comutatoare, hub-uri și routere. Aceste dispozitive conectează diferite segmente LAN sau dispozitive de interfață. Comutatoarele și hub-urile operează la nivelul 2, în timp ce routerul funcționează la nivelul 3.
  • Protocoale: Controlează transmiterea datelor prin rețeaua locală. Exemple de protocoale: ARP, DHCP, IP.

Cum Funcționează VLAN?

Sursa imagine: activereach

VLAN-urile sunt identificate pe comutatoarele de rețea printr-un ID specific. Fiecare port de pe un comutator are unul sau mai multe ID-uri VLAN alocate. Dacă nu este alocat niciun alt port, acesta va intra într-un VLAN implicit. Fiecare VLAN oferă acces la legăturile de date gazdelor conectate la porturile comutatorului, care sunt configurate cu ID-ul lor VLAN.

Un ID VLAN este apoi transformat într-o etichetă VLAN, un câmp de 12 biți din antetul de date al fiecărui cadru Ethernet, trimis către un VLAN. Datorită lungimii de 12 biți, pot fi definite până la 4096 de VLAN-uri ca domeniu de comutare. Eticheta VLAN este definită de IEEE în standardul 802.1Q.

Când un cadru Ethernet este obținut de la o gazdă deja conectată, nu există nicio etichetă VLAN. Comutatorul adaugă apoi această etichetă. Într-un VLAN bazat pe porturi, comutatorul adaugă eticheta asociată cu ID-ul VLAN al portului. Într-un VLAN bazat pe utilizator, eticheta este asociată cu ID-ul dispozitivului sau cu tipul de trafic generat.

Comutatoarele redirecționează cadrele etichetate către destinație, numai către porturile unde este asociat VLAN-ul. Traficul necunoscut unicast, multicast și broadcast este redirecționat către toate porturile din VLAN-uri. Când un cadru ajunge la portul de comutare de destinație, eticheta VLAN este detașată înainte de transmiterea cadrului către dispozitivul țintă.

LAN vs. VLAN: Avantaje și Dezavantaje

Avantajele LAN

  • LAN oferă un mediu de transmisie economic.
  • Simplifică asocierea fizică a dispozitivului cu mediul.
  • Permite viteze ridicate de transmisie a datelor.
  • Asigură o interconectivitate sporită între dispozitive.
  • LAN este flexibil și orientat spre creștere.
  • Permite blocarea fișierelor.
  • Oferă un sistem de securitate complet împotriva accesului neautorizat la date.

Dezavantajele LAN

  • LAN necesită alocarea unei zone de memorie în fiecare mainframe utilizat, reducând spațiul disponibil pentru programele utilizatorilor.
  • Adaugă complexitate funcționării computerului. Utilizatorii pot întâmpina dificultăți în înțelegerea comenzilor de rețea. Configurarea și utilizarea LAN necesită cunoștințe tehnice și de reglementare.
  • Unele aplicații existente nu sunt compatibile cu mediul de rețea furnizat.

Avantajele VLAN

  • VLAN rezolvă probleme majore de difuzare.
  • Reduce dimensiunea domeniului de difuzare.
  • Oferă un nivel suplimentar de securitate.
  • Facilitează gestionarea dispozitivelor.
  • Permite gruparea dispozitivelor după funcție, nu doar după locație.
  • Permite crearea de grupuri de dispozitive conectate, care pot funcționa ca și cum s-ar afla în aceeași rețea.
  • Ajută la segmentarea logică a rețelelor în funcție de echipe de proiect, funcții sau departamente.
  • Permite structurarea geografică a rețelei.
  • Oferă o performanță îmbunătățită.

Dezavantajele VLAN

  • Un pachet poate ajunge dintr-un VLAN în altul.
  • Un pachet injectat poate conduce la atacuri cibernetice.
  • Pentru rețelele mari, este necesar un router suplimentar pentru a gestiona sarcina de lucru.
  • Pot apărea probleme de interoperabilitate.
  • Un VLAN nu poate redirecționa traficul de rețea către un alt VLAN.

LAN vs. VLAN: Aplicații

Aplicații ale LAN

  • LAN este folosit în birouri, spitale, școli, permițând partajarea de resurse precum date, imprimante, internet, scanere și altele.
  • Permite accesul la internet acasă.
  • Este utilizat pe scară largă în industriile de producție pentru a coordona activitățile mașinilor.
  • Rețelele LAN de mare viteză sunt folosite pentru a conecta rețele mai lente.

Aplicații ale VLAN

  • VLAN este util când traficul pe LAN este foarte mare.
  • Este folosit când există peste 200 de dispozitive în rețea.
  • Este necesar când un grup de utilizatori necesită securitate avansată.
  • Este recomandat când dispozitivele sunt încetinite de numeroase transmisii.
  • VLAN este folosit pentru a gestiona o singură comutare la mai multe comutatoare.

LAN vs. VLAN: Diferențe

Configurarea unei rețele LAN poate fi costisitoare, în timp ce implementarea unui VLAN este o strategie eficientă de organizare.

Cele două concepte prezintă numeroase diferențe, pe care le vom analiza în tabelul următor:

Caracteristică LAN VLAN
Definiție O rețea de computere și dispozitive periferice conectate într-o zonă. O rețea personalizată creată dintr-unul sau mai multe LAN-uri.
Domeniu de difuzare Funcționează pe un singur domeniu de difuzare. Funcționează pe multiple domenii de difuzare.
Introducere A fost introdusă în anii 1970. A fost introdusă în 2003.
Cost Costul este ridicat. Costul este mai redus.
Latența Latența este ridicată. Latența este redusă.
Dispozitive Se folosesc routere, comutatoare și hub-uri. Se folosesc comutatoare și poduri.
Protocoale Utilizează protocoale Ethernet standard, precum FDDI și token rings. Utilizează protocoale standard VTP și ISP.
Raza conexiunii Raza maximă este de 2 mile. Raza conexiunii este similară.
Implementarea pachetelor Pachetul este implementat în fiecare dispozitiv. Pachetul este trimis unui domeniu specific de difuzare.
Eficiența Este mai puțin eficientă. Este foarte eficientă.
Cunoștințe necesare Nu necesită cunoștințe specializate pentru utilizare. Utilizatorii trebuie să cunoască comenzi pentru a configura VLAN.
Securitate Nu este suficient de sigură. Măsurile de securitate sunt luate la nivelul routerului. Îmbunătățește securitatea.
Scalabilitate Filtrează doar cadrele și este mai puțin scalabilă. Specifică protocoalele și porturile pentru a detecta cadrul.

Concluzie

Rețeaua locală virtuală (VLAN) reprezintă o extindere a rețelei locale (LAN), unde capabilitățile LAN sunt amplificate prin segmentarea logică a acesteia în multiple domenii de difuzare. Această divizare creează, în mod logic, numeroase rețele LAN într-un singur pod sau comutator, reducând costurile și traficul, îmbunătățind totodată confortul, securitatea și performanța administrării.

Astfel, rețeaua LAN virtuală oferă o gestionare și o depanare mai ușoară, cu o securitate îmbunătățită a tuturor dispozitivelor de rețea utilizate.

De asemenea, puteți explora cele mai bune instrumente de testare a vitezei internetului pentru a verifica Wi-Fi-ul și lățimea de bandă mobilă.