VLANとは

VLAN（Virtual LAN）は仮想的なセグメントを構築するための技術です．
イーサネットではスイッチなどのL2ネットワーク機器で接続されるデバイス間において，1つのデバイスが送信したブロードキャストが他のデバイスへ到達します．このブロードキャストが届く範囲のことをブロードキャストドメインといいます．VLANを利用するとこのブロードキャストドメインを分割できます．

VLANの特徴

VLANを利用することで，次のようなメリットがあります．

• 通信効率の向上
• 柔軟な論理ネットワークの構成
• セキュリティ強化

通信効率の向上

ネットワーク内のデバイスが通信するために，通信先がどこにいるか特定できない場合は，はじめにARPリクエストをブロードキャストする必要があります．VLANがないセグメントの場合，ブロードキャストはセグメント内のすべての通信先に送信されます．

VLANを利用することで，特定のVLANグループに所属するデバイスのみにフラッディングするようになります．無駄なフレームを受信しなくなり，CPUの負荷高騰やネットワーク帯域の圧迫といった影響を抑制し，ノード間の通信効率を向上できます．

柔軟な論理ネットワークの構成

VLANはLAN内の複数のスイッチにまたがって設定できます．LAN内のスイッチで共通のグループを設定することで，組織の物理的な構成を変更した場合でもVLANの設定変更で柔軟にセグメントを構成できます．

セキュリティ強化

VLANを構成したネットワークでは，通信できる範囲は同一のVLANグループのみに限定されます．L2レベルでネットワークを分離できるため，ネットワークセキュリティを強化できます．

VLANの基本動作

VLANはVLAN IDと呼ばれる番号で同じブロードキャストに属するスイッチポートの集合を定義できます．VLAN IDは1〜4094の範囲で使用されます．
複数のスイッチ間でVLANを構成する場合，スイッチ間を接続するポートはトランクポートで設定します．トランクポートは複数のVLAN IDを割り当ててVLANフレームを転送することができます．IEEE802.1Qではトランクポートで転送するフレームに付与するVLANタグが定義されています．
このVLANタグを利用してフレームを受信したスイッチはどのVLANへフレームを転送すべきかを判断します．トランクポートにより，VLANごとにスイッチ間を繋ぐケーブルを敷設する手間を省くことができます．VLANタグの構成要素には以下のようなものが含まれます．

• TPID：0x8100で固定．
• UP(User Priority)：トラフィックを制御するための優先度を指定する．
• CF(Canonical Format)：0であれば正規フォーマットであることを示す．
• VLAN ID：VLANのIDを指定(1~4094)．

以下はIEEE802.1Qのフレーム構造です．

スイッチに直接端末が接続されている場合など，接続先のVLANが1つに限定できる場合はアクセスポートを設定します．アクセスポートでは，VLANタグを付与しません．スイッチが内部で保持するVLANテーブルでVLAN IDとポートの関係性を参照して転送するかを判断します．この場合，アクセスポートの先でフレームを受信する相手は通常のイーサネットフレームを受信するのと同じ動作をします．

VLANの基本設定

VLANグループの設定

VLANを設定するには，まずVLANグループを作成します．VLAN_NAMEで任意のVLANグループ名を定義します．vlan-idでVLANグループに設定する任意のVLAN IDを定義します．

set vlans [VLAN_NAME] vlan-id [VLAN_ID]
set interfaces [INTERFACE_NAME] unit [UNIT_NUMBER] family ethernet-switching vlan members [VLAN_NAME]

ポートモードの設定

次の二つのポートモードを設定できます．

• アクセスポート:ポートを1つのVLANだけに所属させる．
• トランクポート:VLANタグにより複数のVLANフレームを扱えるようにする．

アクセスポートの設定

set interfaces [INTERFACE_NAME] unit [UNIT_NUMBER] family ethernet-switching port-mode access

タギングポートの設定

set interfaces [INTERFACE_NAME] unit [UNIT_NUMBER] family ethernet-switching port-mode trunk

VLAN IDが100で，VLAN100というVLANグループ名を設定する場合，次の通りとなります．設定したVLANグループをアクセスポートとしてインターフェースへ割り当てます．

set plans VLAN100 vlan-id 100
set interfaces ge-0/0/0 unit 0 family ethernet-switching port-mode access
set interfaces ge-0/0/0 unit 0 family ethernet-switching vlan members VLAN100

VLANの確認

show vlansでVLANの設定内容を確認できます．