VLAN: как виртуальные сети делают нашу жизнь проще и веселее

Представьте себе, что ваша офисная сеть — это огромная вечеринка, где все гости (устройства) общаются друг с другом. Без VLAN эта вечеринка — сплошной гул и хаос, где все пытаются говорить одновременно, и никто не слышит друг друга. VLAN — это как разделение гостей на отдельные комнаты по интересам: кто-то тусуется в комнате для айтишников, кто-то — в комнате для бухгалтеров, а кто-то в тихом кабинете для руководителей. В каждой комнате своя атмосфера, свои правила, и никто не мешает другим.

В этой статье мы подробно разберём, что такое VLAN, зачем он нужен, как работают коммутаторы с кадрами и MAC-адресами, почему важно разделять домены коллизий и широковещания, как правильно настроить VLAN на коммутаторах HP и MikroTik, и наконец, как правильно организовать маршрутизацию между VLAN. Не забудем и про распространённые ошибки и советы новичкам.

VLAN: виртуальная магия в мире сетей

VLAN (Virtual Local Area Network) — это технология создания виртуальных локальных сетей поверх одной физической инфраструктуры. Представьте, что у вас есть один большой коммутатор, который можно разрезать на несколько "виртуальных коммутаторов" — каждая виртуальная сеть изолирована от других, как если бы вы провели стены в одной комнате.

Зачем это нужно?

• Уменьшить нагрузку и широковещательный трафик в сети
• Повысить безопасность, изолируя разные группы устройств
• Упростить управление сетью без прокладки новых кабелей

Согласно стандарту IEEE 802.1Q, кадрам Ethernet добавляется специальный тег с номером VLAN (VLAN ID), который позволяет устройствам понимать, к какой виртуальной сети относится кадр.

Коммутатор — дирижёр сетевого оркестра

Коммутатор (или свитч) работает на втором уровне модели OSI, то есть на канальном уровне. Его задача — передавать Ethernet-кадры от источника к нужному получателю, ориентируясь по MAC-адресам. Он создаёт и поддерживает MAC-таблицу, в которой хранит соответствие MAC-адрес — порт.

• Если адрес получателя известен — кадр отправляется на определённый порт.
• Если адрес неизвестен — кадр рассылается на все порты (широковещание).

Звучит просто, но есть важный нюанс — коммутатор разделяет сеть на домены коллизий.

Домен коллизий и широковещательный домен: что к чему?

Домен коллизий — это участок сети, в котором в один момент может передаваться только один кадр. Если два устройства попытаются передать данные одновременно, произойдёт коллизия, и пакеты потеряются. Коммутатор помогает уменьшить домен коллизий, выделяя отдельный домен на каждый порт.

Широковещательный домен — это группа портов, где широковещательные пакеты (например, ARP-запросы) распространяются всем узлам. Чем больше устройств в широковещательном домене, тем больше "шума" и снижается производительность сети.

VLAN: борьба с широковещательным шумом

С помощью VLAN можно разделить один большой широковещательный домен на несколько меньших. Каждый VLAN — это отдельный широковещательный домен. Трафик из одного VLAN не попадает в другой, даже если физически устройства подключены к одному коммутатору.

В реальности, это как если бы в одном здании были разные отделы, и голос из бухгалтерии не слышен в отделе маркетинга.

Порты коммутатора: access, trunk и hybrid

Для работы с VLAN существуют разные типы портов:

Настройка VLAN на коммутаторах HP: краткий практический путеводитель

Чтобы создать VLAN и обеспечить их передачу по сети на коммутаторах HP (например, модели 1930 и 1820), нужно:

1. Создать VLAN — задать уникальный номер VLAN и описание.
2. Назначить порты в VLAN:
3. Порты для конечных устройств — в режиме access (untagged), обычно в один VLAN.
4. Порты для соединения с другими коммутаторами — в режиме trunk (tagged), пропускают трафик всех нужных VLAN.
5. Указать, какие VLAN разрешены на trunk-портах, чтобы ограничить нежелательный трафик.
6. Проверить, что VLAN работают корректно, например, с помощью ping или просмотра таблиц коммутатора.

Передача VLAN на MikroTik и настройка маршрутизации

MikroTik — популярный маршрутизатор, который может работать с VLAN на аппаратном уровне. Для передачи нескольких VLAN по одному физическому порту используют механизм trunk (tagged ports). Настройка включает:

• Создание VLAN-интерфейсов, привязанных к физическому порту (ether3, например).
• Включение VLAN фильтрации (VLAN Filtering) в bridge-local для правильной обработки тегов.
• Создание отдельных DHCP-серверов для каждой VLAN, если требуется разная адресация.
• Маршрутизация между VLAN происходит автоматически, если не запрещена, т.к. MikroTik по умолчанию маршрутизирует все подсети между собой.

Пример конфигурации VLAN на MikroTik (упрощённо):

Межвлановая маршрутизация: путь между комнатами

С VLAN всё красиво — каждый сегмент изолирован. Но иногда устройствам из разных VLAN нужно "поговорить". Для этого существует межвлановая маршрутизация (InterVLAN routing).

Это как в нашем примере с вечеринкой: гости из разных комнат решили обменяться секретами — нужен курьер (маршрутизатор), который знает, как доставить послание между комнатами, при этом следит, чтобы никто не подслушивал.

В роли курьера выступает:

• Роутер (маршрутизатор) — универсальное устройство, умеющее направлять пакеты между сетями.
• L3 коммутатор — коммутатор с функциями маршрутизации, который быстрее роутера, но менее функционален.

Обычно к одному из коммутаторов подключают маршрутизатор по trunk-порту, который понимает теги VLAN и выполняет маршрутизацию.

Частые ошибки и как их избежать

Практические советы по настройке VLAN

• Не используйте VLAN ID 1 для пользовательских сетей — это Native VLAN по умолчанию и может привести к проблемам.
• Начинайте с простой конфигурации: сначала настроить один VLAN, проверить работу, потом добавлять остальные.
• Всегда документируйте свою сеть и настройки — схемы, таблицы VLAN и портов.
• Используйте логи и инструменты мониторинга для диагностики проблем.
• Учитесь на чужих ошибках — внимательно читайте инструкции и не игнорируйте знаки препинания в форумах 😉

FAQ: на пальцах и с юмором

Вопрос: Зачем вообще VLAN, если можно купить много коммутаторов?
Ответ: Можно, но зачем таскать багаж из коммутаторов, когда можно одним махом разделить один? VLAN — как волшебный нож, который режет торт без лишнего грязного посуды.

Вопрос: Что будет, если не настроить trunk-порт, а просто соединить коммутаторы?
Ответ: Это как протащить тонну разных разговоров по одному телефону без переключателя — никто ничего не поймёт, пакеты потеряются, будет грустно.

Вопрос: Нужно ли вручную настраивать маршруты между VLAN?
Ответ: Обычно нет — если только вы не поставите запретительные правила. MikroTik по умолчанию позволяет всем VLAN общаться.

Чек-лист по настройке VLAN с MikroTik и HP

VLAN — это как суперспособность для вашей сети: делите и властвуйте, разделяйте и контролируйте! Главное — правильно настроить порты, интерфейсы и не забывать, что маршрутизатор — ваш лучший друг в межсетевом общении.

Пусть ваша сеть работает как хорошо отлаженный оркестр, где каждый инструмент звучит в своё время и месте!