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VLANとは何か調べてみたことまとめ

2019/01/31
 
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金沢の地でWEB技術を勉強中。 世界をもっと面白くする。

ご覧いただきありがとうございます!
情報系の学生をしています、あまね(isaka122)です!

さて、先日「VLAN」という言葉を耳にしました。
VLAN・・・Virtual LANという言葉です。

ネットワーク初心者である僕はそう言われても、ちんぷんかんぷんでした。
そこで今日はVLANについて勉強していて調べたことをまとめてみたいと思います。

VLANの定義から

こういうときはまずはWIkipedia先生に聞いてみます。

Virtual Local Area Network(バーチャル・ローカル・エリア・ネットワーク、VLAN、仮想LAN)は、スイッチなどのネットワーク機器の機能により、物理的な接続形態とは別に仮想的なネットワークを構成することである。スイッチの接続ポートやMACアドレス、プロトコルなどに応じて、端末のグループ化を実現する。

フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』

とはいえ、専門用語が多すぎてわかりませんよね。
もう少し深掘っていきます。

ブリッジとは何か?

VLANを理解するためにはまずブリッジというものを理解する必要があります。

ブリッジとは、OSI参照モデルの第2層で、データリンク層でネットワーク同士を接続している装置のことです。

ここでまた専門用語が出てきました。
これも紐解きます。
まず、OSI参照モデルですが、「通信に必要な機能をうまくまとめた簡単なモデル」と押さえておけば大丈夫です。
全部で7層から構成されています。

その2層目が、「データリンク層」といって、物理的に繋がれた機器同士の通信を行っています。
「データリンク」という言葉を使う場合、この「データリンク層」を指す場合と、イーサネットや無線LANといったネットワークそのものを指す場合があるので注意です。

ここまでくればブリッジも理解できるのではないでしょうか?

ブリッジとは、物理的に接続されたネットワーク同士を接続している装置のことなのですね。

以下、もう少し詳しくブリッジの機能と仕組みをまとめてみました。

ブリッジの仕組み

ブリッジは送信されてきたデータリンクを一度メモリに蓄積し、新しいフレームとして相手のセグメント(ネットワーク)へ送出します。

一度蓄積するので、伝送速度が異なるデータリンクでも接続可能です。

ブリッジの機能

ブリッジには例えば以下のような機能がついています。

FCSフィールド・・・CRCという方式によってフレームをチェックし、壊れたフレームを他のセグメントに送らないようにする機能です。
ちなみにFSCはFrame Check Sequence、CRCはCyclic Redun-dancy Checkの略です。
英語多すぎますよね、、。

アドレス学習機能、フィルタリング機能・・・むだなトラフィックを流すのを防ぐ機能です。ここでいうアドレスは、物理アドレス(機器(NIC)固有のアドレス)を指します。
またもや英語、NICとはNetwork Interface Card、LANを使うための機能がついた部品のことです。

スイッチングハブとは?

さて、ここまでブリッジがわかったところで、次にスイッチングハブについて説明します。

スイッチングハブとは、イーサネット内で使われる装置のことです。
ケーブルを接続するポートがすべてブリッジになっているかのように扱われます。

つまり、1つの装置の中にケーブルをつなぐと、そのケーブルの先には1つのネットワークがあり、それらがハブの中で接続されているということです。

VLANとは?

さて、ここにきてようやくVLANの説明ができます。

通常、ネットワークの形を変えようと思ったら配線を変える必要があるわけです。

ところが、このVLAN機能を持つブリッジを使えば物理的なネットワークの配線を変えることなくネットワークの形態を変化させることができるのです!!

VLANの仕組み

ではいったいどういう仕組みにっているのでしょうか?

一言で言えば、「スイッチ内でセグメントを分ける」ということです。

これでブロードキャストのトラフィックが流れる範囲を区切ることができます。
「ブロードキャストが流れる範囲」をブロードキャストドメインといいます。

VLANの方式

さて、そのブロードキャストドメインを分けるときに何の情報を使うかで4つの方式に分かれます。

まずは、ポートベースVLANです。
スイッチに接続されたポートでセグメントにわけます。

次に、アドレスベースVLANです。
MACアドレスやIPアドレスも基準にセグメントにわけます。

3つめはポリシベースVLANです。
IP,IPX,AppleTalkなどのネットワークプロトコルごとにセグメントにわけます。

最後、タグVLANです。
パケット内の拡張タグに指定された情報によってセグメントにわけます。

まとめ

ここまでVLANについて必要な知識についてまとめてみました。

ネットワーク、いろいろ複雑ですが、わかってしまえば簡単なのかもしれません。
まだまだ勉強が必要ですね。

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