شبکه‌های محلی مجازی (virtual local area network)، که به طور معمول با نام VLAN شناخته می‌شوند، یک مفهوم بنیادی در شبکه‌سازی مدرن هستند. در اصل، تنظیم VLAN یک تقسیم‌بندی منطقی و مبتنی بر نرم‌افزار از یک شبکه فیزیکی است.
اگر به دنبال یادگیری شبکه های مجازی یا VLAN هستید، آموزش CCNA می‌تواند راهنمای کاملی برای شما باشد تا با اصول شبکه و ساختارهای پیچیده‌تری چون VLAN آشنا شوید.
در شبکه‌های LAN سنتی، دستگاه‌های پایانی به صورت فیزیکی به همان بخش شبکه متصل هستند، اما VLANها امکان ایجاد شبکه‌های مجازی جدا شده را در زیرساخت شبکه فیزیکی فراهم می‌کنند. هر VLAN به عنوان یک شبکه مستقل و خودکفا با مجموعه قوانین، سیاست‌های امنیتی و دامنه‌های پخش خود عمل می‌کند.
VLAN در شبکه‌سازی طراحی شده است تا روشی انعطاف‌پذیر و کارآمد برای تقسیم‌بندی شبکه با گروه‌بندی دستگاه‌ها بر اساس عواملی مانند بخش، عملکرد یا الزامات امنیتی ارائه دهد. با گروه‌بندی به این روش، VLANها به طور مؤثر دامنه‌های ارتباطی جداگانه‌ای را در زیرساخت مشترک فیزیکی ایجاد می‌کنند.
این جداسازی منطقی باعث می‌شود که دستگاه‌های موجود در همان VLAN بتوانند طوری با یکدیگر ارتباط برقرار کنند که گویی در همان شبکه فیزیکی هستند، در حالی که ارتباط بین دستگاه‌های موجود در VLANهای مختلف توسط مکانیزم‌های مسیریابی و کنترل دسترسی تنظیم می‌شود. این تقسیم‌بندی با بهبود مدیریت شبکه، افزایش امنیت و مدیریت بهینه ترافیک، منجر به عملکرد بهتر شبکه می‌شود.
یکی از تفاوت‌های کلیدی بین VLANها و LANهای فیزیکی سنتی، در انعطاف‌پذیری و مقیاس‌پذیری آنها نهفته است. LANهای فیزیکی برای هر بخش شبکه به کابل‌کشی و سخت‌افزار اختصاصی نیاز دارند، برای همین تغییر پذیر نیستند و اغلب منجر به استفاده ناکارآمد از منابع می‌شود.
در مقابل، VLANها کاملاً نرم‌افزاری تعریف شده‌اند و می‌توان آنها را به راحتی پیکربندی مجدد یا گسترش داد. این مجازی‌سازی بخش‌های شبکه امکان طراحی شبکه‌ای پویاتر و مقرون‌به‌صرفه را فراهم می‌کند VLAN. ها همچنین از محدودیت‌های فیزیکی آزاد هستند، که امکان می‌دهد دستگاه‌های موجود در همان VLAN در سراسر شبکه فیزیکی پراکنده شوند، در حالی که همچنان مانند اتصال به همان سوئیچ شبکه محلی رفتار می‌کنند.
این تطبیق‌پذیری VLANها را به ابزاری ارزشمند برای مدیران شبکه تبدیل می‌کند که به دنبال بهینه‌سازی مدیریت شبکه، امنیت و عملکرد در چشم‌اندازی دیجیتال در حال تکامل هستند.
VLAN ID یک مقدار عددی اختصاصی است که برای شناسایی منحصر به فرد هر VLAN در یک شبکه استفاده می‌شود. هر VLAN با یک VLAN ID خاص مرتبط است، یک مقدار 12 بیتی (از 1 تا 4095) که در برچسب VLAN اضافه شده به هدر فریم Ethernet جاسازی شده است.
برچسب‌گذاری VLAN یک روش برای شناسایی و تمایز VLANهای مختلف در همان زیرساخت شبکه فیزیکی است و شامل افزودن یک قطعه کوچک meta data (پایین‌تر راجع‌به آن صحبت می‌کنیم) به هدر فریم Ethernet است که نشان می‌دهد فریم به آن VLAN تعلق دارد.
Trunk در واقع پورتی است که انتقال ترافیک VLANهایی که سویچ به آنها دسترسی دارد را انجام می‌دهد، به فرایندی که در آن ترافیک VLANها می‌تواند به سویچ دیگر از طریق پورت Trunk منتقل شود نیز Trunking گفته می‌شود. پورت‌های Trunk هر Frame را با استفاده از یک برچسب شناسایی منحصر به فرد که در اصطلاح Tag گفته می‌شود علامت گذاری می‌کند.
این پورت ترافیک را برای یک VLAN ID حمل می‌کند. رابط‌های دسترسی معمولاً برای متصل کردن End Deviceهایی به شبکه استفاده می‌شود که از VLAN پشتیبانی نمی‌کنند. دستگاه‌های متصل به یک interface Access از وجود VLAN آگاه نیستند. این رابط می‌تواند ترافیک را تنها در یک VLAN، چه برچسب‌گذاری شده یا بدون برچسب، حمل کند.
VLANها با تقسیم یک شبکه فیزیکی واحد به چندین شبکه منطقی (هر کدام با عضویت VLAN خاص خود) کار می‌کنند. دستگاه‌هایی که به یک VLAN خاص تعلق دارند، عضویت مشترکی دارند، به این معنی که می‌توانند بدون محدودیت با یکدیگر ارتباط برقرار کنند، درست مانند اینکه بخشی از همان LAN فیزیکی هستند.
این عضویت بر اساس معیارهای خاصی، اغلب بر اساس عواملی مانند نوع دستگاه، مکان، بخش یا عملکرد تعیین می‌شود. در نتیجه، VLANها به طور مؤثر broadcast domain را جدا می‌کنند که ترافیک از نوع broadcast را کاهش می‌دهند تا از انسداد شبکه جلوگیری کند. این نوع ترافیک که در هر VLAN محدود می‌شود، از ازدحام غیر ضروری شبکه جلوگیری می‌کند و کارایی کلی شبکه را افزایش می‌دهد.
برای تسهیل ارتباط بین VLANها و اطمینان از جریان روان داده‌ها از یک شبکه مجازی به شبکه دیگر، سوئیچ‌های شبکه از پورت‌های خاصی به نام پورت‌های Trunk استفاده می‌کنند. پورت‌های Trunk بزرگراه‌هایی هستند که داده‌ها را بین VLANها با استفاده از VLANهای پیکربندی شده حمل می‌کنند و به طور مؤثر به عنوان مالتی‌پلکسر برای ارتباط بین آنها عمل می‌کنند.
با برچسب‌گذاری هر بسته داده با یک شناسه VLAN ، سوئیچ تشخیص می‌دهد که بسته به کدام VLAN تعلق دارد، و به آن اجازه می‌دهد داده‌ها را به VLAN مقصد صحیح هدایت کند. پورت‌های Trunk برای اتصال سوئیچ‌ها و روترهایی که چندین VLAN را در یک شبکه ارائه می‌دهند، ضروری هستند و یک زیرساخت شبکه منسجم و به هم پیوسته ایجاد می‌کنند.
در حالی که VLANها روشی برای تقسیم ترافیک شبکه ارائه می‌دهند، مواقعی وجود دارد که دستگاه‌های موجود در VLANهای مختلف نیاز به ارتباط با یکدیگر دارند. اینجاست که مسیریابی بین VLANها وارد عمل می‌شود. مسیریابی بین VLANها به داده‌ها اجازه می‌دهد با کمک روترها یا سوئیچ‌های لایه 3 بین VLANها عبور کنند.
این دستگاه‌ها به عنوان دروازه بین VLANها عمل می‌کنند و مسیریابی بسته‌های داده بین شبکه‌های مجازی مختلف را ممکن می‌سازد. با کنترل جریان ترافیک بین VLAN ها، مدیران شبکه می‌توانند سیاست‌های امنیتی، کنترل‌های دسترسی و قوانین کیفیت خدمات (QoS) را پیاده‌سازی کنند و اطمینان حاصل کنند که ارتباط بین VLANها هم ایمن و هم کارآمد است.
VLANها در شبکه‌سازی اهداف چندوجهی دارند. آنها با جداسازی داده‌های حساس، امنیت را تقویت، با کاهش دامنه‌های پخش، مدیریت شبکه را ساده و انعطاف‌پذیری در طراحی و گسترش شبکه را فراهم می‌کنند. توانایی آنها در تقسیم‌بندی و بخش‌بندی ترافیک شبکه، ابزاری اساسی برای معماران شبکه مدرن است و به آنها امکان می‌دهد زیرساخت‌های شبکه چابک، ایمن و کارآمدی بسازند که بتوانند نیازهای کسب‌وکارها و سازمان‌های معاصر را برآورده کنند. بیایید این عملکردها را به طور مفصل بررسی کنیم:
یکی از اهداف اصلی VLAN ها، افزایش امنیت شبکه با جداسازی داده‌های حساس و ایجاد بخش‌های امن شبکه است. با جدا کردن دستگاه‌ها در VLANهای مختلف بر اساس نقش‌ها یا الزامات امنیتی، سازمان‌ها می‌توانند اطمینان حاصل کنند که اطلاعات مهم از بخش‌های کمتر حساس شبکه جدا می‌ماند. به عنوان مثال، VLAN یک بخش مالی می‌تواند از یک شبکه مهمان جدا نگه داشته شود تا از دسترسی غیرمجاز به داده‌های مالی محرمانه جلوگیری کند. این جداسازی خطر نقض داده‌ها و دسترسی غیرمجاز را به حداقل می‌رساند و همچنین سطح حمله بالقوه در شبکه را کاهش می‌دهد.
VLANها نقش مهمی در ساده‌سازی مدیریت شبکه و بهینه‌سازی عملکرد شبکه دارند LAN.های سنتی اغلب از broadcast storm رنج می‌برند، که زمانی رخ می‌دهند که ترافیک broadcast شبکه را پر می‌کند و عملکرد را کاهش می‌دهد. با جدا کردن broadcast domain در هر VLAN، این مشکلات محدود می‌شوند، از احتقان شبکه جلوگیری می‌کنند و کارایی کلی را بهبود می‌بخشند. علاوه بر این، مدیران شبکه می‌توانند سیاست‌هایی مانند قوانین کیفیت خدمات (QoS) و کنترل‌های دسترسی را به طور موثرتر در هر VLAN تعریف و اعمال کنند و مدیریت شبکه را متناسب با نیازهای خاص هر بخش تنظیم کنند. این کنترل دقیق مدیریت شبکه را ساده می‌کند و تجربه کاربری را بهبود می‌بخشد.
VLANها انعطاف‌پذیری قابل توجهی در طراحی و گسترش شبکه ارائه می‌دهند. برخلاف LANهای سنتی که برای تطبیق با رشد یا پیکربندی مجدد شبکه به تغییرات قابل توجه زیرساخت فیزیکی نیاز دارند، VLANها کاملاً نرم‌افزاری تعریف شده‌اند. این بدان معناست که معماران شبکه می‌توانند بدون نیاز به سرمایه‌گذاری‌های سخت‌افزاری اضافی، به راحتی ساختار شبکه خود را تطبیق و گسترش دهند. چه افزودن بخش‌های جدید باشد، چه پذیرایی از کارمندان دورکار یا انطباق با تغییرات در نیازهای تجاری، VLANها به معماران شبکه امکان می‌دهند تا زیرساخت شبکه را به سرعت و به طور مقرون‌به‌صرفه مقیاس‌بندی و بازطراحی کنند.
درک این پیکربندی‌های مختلف VLAN و نقش‌های تخصصی آنها برای طراحی و نگهداری یک شبکه قوی و کارآمد که نیازهای خاص برنامه‌ها و دستگاه‌های متنوع را برآورده می‌کند، ضروری است.
VLANهای مبتنی بر پورت یک روش ساده است که در آن هر پورت سوئیچ به یک VLAN اختصاص داده می‌شود یعنی تمام ترافیک خروجی و ورودی آن پورت فقط به همان VLAN مربوط می‌شود. اما در VLANهای مبتنی بر برچسب (Q802.1) به فریم‌ها برچسب‌هایی اضافه می‌کند تا نشان دهد که هر فریم به کدام VLAN تعلق دارد. این ویژگی با ممکن کردن اتصال یک پورت به چندین VLAN، انعطاف‌پذیری بیشتری برای مدیریت شبکه فراهم می‌کند. به طور کلی مبتنی بر پورت بیشتر در شبکه‌های کوچک و مبتنی بر برچسب در شبکه‌های بزرگ‌تر و پیچیده‌تر کاربرد دارد.
VLANهای صدا پیکربندی‌های تخصصی هستند که برای بهینه‌سازی ترافیک Voice over Internet Protocol (VoIP) در یک شبکه طراحی شده‌اند. در سیستم‌های VoIP، اطمینان از ارتباط باکیفیت بالا و در زمان واقعی بسیار مهم است. VLANهای صدا، ترافیک صدا را در مقابل ترافیک داده اولویت‌بندی و جدا می‌کنند و امکان ارتباط صوتی با تأخیر کم و ثابت را فراهم می‌کنند. دستگاه‌هایی مانند تلفن‌های IP یا دروازه‌های VoIP معمولاً در یک VLAN صدا قرار می‌گیرند که برای ارائه تنظیمات لازم کیفیت خدمات (QoS) برای تضمین ارتباط صوتی قابل اعتماد پیکربندی شده است.
VLANهای مدیریت به عنوان بخش‌های اختصاصی برای وظایف مدیریت شبکه عمل می‌کنند. این VLANها برای جدا کردن ترافیک مدیریت شبکه، مانند دسترسی به دستگاه‌های شبکه برای پیکربندی، نظارت و نگهداری، طراحی شده‌اند. با جدا کردن ترافیک مدیریت در شبکه VLAN خود، مدیران می‌توانند امنیت را افزایش دهند، خطر دسترسی غیرمجاز را به حداقل برسانند و عملیات مدیریت شبکه را اولویت‌بندی کنند و عملکرد کارآمد شبکه را تضمین کنند.
VLAN پیش‌فرض یک مفهوم اساسی در پیکربندی VLAN است که معمولاً به عنوان «VLAN 1» شناسایی می‌شود. در بسیاری از موارد، دستگاه‌ها به طور پیش‌فرض در VLAN پیش‌فرض قرار می‌گیرند، زمانی که به طور صریح به یک VLAN خاص اختصاص داده نشده‌اند. توجه به این نکته ضروری است که VLAN 1 اهمیت ویژه‌ای دارد و باید با دقت مدیریت شود تا از آسیب‌پذیری‌های امنیتی بالقوه جلوگیری شود.
Native VLAN به VLAN پیش فرضی اشاره دارد که در یک پورت سوئیچ تنظیم شده است. وقتی یک دستگاه جدید که این اطلاعاتی از VLAN آن وجود ندارد به این پورت متصل شود، به طور خودکار به Native VLAN اضافه می‌شود.
برای اطلاعات بیشتر در مورد نیتیو وی لن می توانید مقاله «آموزش Native VLAN» را مطالعه کنید تا اطلاعات بیشتری در مورد آن کسب کنید.
شبکه‌های محلی مجازی VLANها طیف گسترده‌ای از مزایا را ارائه می‌دهند که آنها را به ابزاری ضروری در طراحی و مدیریت شبکه مدرن تبدیل می‌کند. در اینجا برخی از مزایای کلیدی استفاده از VLANها آورده شده است:
VLANها روشی قدرتمند برای جداسازی داده‌های حساس و ایمن‌سازی بخش‌های شبکه ارائه می‌دهند. با جداسازی منطقی دستگاه‌ها در VLANهای جداگانه، سازمان‌ها می‌توانند دسترسی را کنترل کنند و از نفوذ کاربران غیرمجاز به بخش‌های حیاتی شبکه جلوگیری کنند. این لایه اضافی امنیتی خطر نقض داده‌ها را کاهش می‌دهد و حفاظت کلی شبکه را افزایش می‌دهد.
VLANها با کاهش broadcast storm، به ساده‌سازی مدیریت شبکه کمک می‌کنند LAN.های سنتی می‌توانند مستعد broadcast storm باشند که شبکه را مسدود می‌کنند و عملکرد را کاهش می‌دهند. با جدا کردن broadcast domain در VLANها، این مشکل محدود می‌شود، که منجر به مدیریت ترافیک شبکه کارآمدتر و عملکرد بهبود یافته می‌شود.
VLANها به مدیران شبکه اجازه می‌دهند تا قوانین کیفیت خدمات (QoS)، کنترل‌های دسترسی و سیاست‌های مسیریابی خاص هر VLAN را تعریف و اعمال کنند. این کنترل دقیق امکان اولویت‌بندی ترافیک حیاتی را فراهم می‌کند و اطمینان می‌دهد که داده‌های مهم مانند صدا یا ویدیو، پهنای باند و تأخیر کم لازم برای ارتباط قابل اعتماد را دریافت می‌کنند.
VLANها می‌توانند به سازمان‌ها کمک کنند تا از منابع شبکه به طور کارآمدتری استفاده کنند. به جای نیاز به زیرساخت‌های شبکه فیزیکی جداگانه برای بخش‌ها یا عملکردهای مختلف، VLANها به چندین شبکه مجازی اجازه می‌دهند تا در همان زیرساخت فیزیکی همزیستی داشته باشند. این انعطاف‌پذیری هزینه‌های سخت‌افزار را کاهش می‌دهد و نظارت و مدیریت شبکه را ساده می‌کند.
VLANها بسیار انعطاف‌پذیر و به راحتی قابل مقیاس‌بندی هستند. معماران شبکه می‌توانند بدون نیاز به تغییرات قابل توجه در زیرساخت فیزیکی، VLANهای جدید ایجاد یا VLANهای موجود را پیکربندی مجدد کنند. این انعطاف‌پذیری به ویژه در محیط‌های تجاری پویا که شبکه‌ها باید به سرعت برای تطبیق با تغییرات در تقاضا یا سازمان تکامل یابند، مفید است.
VLANها به مدیران شبکه اجازه می‌دهند تا دستگاه‌های مشکل‌ساز را جدا کنند و تأثیر مشکلات شبکه را کاهش دهند. اگر یک دستگاه در یک VLAN دچار مشکلات شبکه یا رفتار مخرب شود، بر عملکرد VLANهای دیگر تأثیر نخواهد گذاشت و پایداری و قابلیت اطمینان شبکه را افزایش می‌دهد.
در سناریوهایی که چندین سازمان یا مشتری زیرساخت شبکه فیزیکی یکسانی را به اشتراک می‌گذارند، می‌توان از VLANها برای ایجاد شبکه‌های مجازی جداگانه برای هر موجودیت استفاده کرد. این رویکرد چندمستاجری امن را تسهیل می‌کند و اطمینان می‌دهد که داده‌های هر موجودیت خصوصی و جدا باقی می‌ماند.
VLANها با گروه‌بندی منطقی دستگاه‌ها بر اساس نقش‌هایشان، مدیریت شبکه را ساده می‌کنند که اعمال سیاست‌ها و پیکربندی‌های یکسان شبکه را آسان‌تر می‌کند. این ساده‌سازی می‌تواند پیچیدگی مدیریت شبکه را کاهش دهد و خطر پیکربندی‌های نادرست را کاهش دهد.
VLAN یا شبکه محلی مجازی، روشی برای تقسیم یک شبکه فیزیکی به چندین شبکه منطقی است. هر VLAN مانند یک شبکه جداگانه عمل می‌کند و ترافیک بین VLANها به صورت پیش‌فرض مسدود است.
