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VLAN(Virtual Local Area Network)とサブネットについて調べてみた

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honto.jp

我々が暮らすこの世界はマトリックスである――と信じるハイテク業界の億万長者たちが脱出方法を求めて科学者らに秘密裏に投資。イーロン・マスクバンク・オブ・アメリカなど、世界屈指の富豪や有力者の多くは、人類が仮想現実の世界を生きていると確信している。

人類の未来は征服か死滅?「仮想現実説」の支持者が唱える唯一のシナリオ - honto+

⇧ マジか...「リア充」中の中の「リア充」、もう勝手に「リア王シェイクスピアとは関係ない)」と呼ばせてもらうが、この世を現実世界でないって信じてるって...

正気の沙汰とは思えませんな...まぁ、「人は自分が見たいものしか見ない」って言いますしね、どうもボクです。

 

と言うわけで、 

tkfire85.livedoor.blog

オームのシーンで流れる「らん、らんらら らんらんらん♪」あの歌のタイトルは「遠い日々」で、歌っているのは作曲した久石譲氏の娘、当時4歳の麻衣さん。

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⇧「らん、らんらら らんらんらん♪」と言えば、「風の谷のナウシカ(監督:宮崎駿)」の中で流れる歌「遠い日々」の歌詞の一節ですが、

「LAN、LANらら、LANLANLAN」とくれば、「LANでしょ!」。

何故「LAN」なのかと言うと、

図解即戦力 ネットワーク構築&運用がこれ1冊でしっかりわかる教科書

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⇧ を読んで、「VLAN(Virtual Local Area Network)」と「サブネット」ってどっちも「ネットワーク」を分けれてるような感じに見えて、はて?違いは何ぞや?ってなったので、調べてみました。

同じ様な疑問を持ってる方がいらっしゃいました。

teratail.com

VLANとサブネット分割の違いについて、
互いに扱うレイヤと仕組みは違いますが結果として、ネットワークを分割するということには変わりがない気がしています。
私の認識が間違っているのかもしれませんが、あえてVLANを使うような状況が思い浮かびません。

この2つの違い(実際の仕組みというよりも使いどころなど)を教えていただけますでしょうか。

ルーティング - VLANとサブネット分割の違いについて|teratail

⇧「レイヤ」が違うということらしいので、そこを出発点として調査してみました。

レッツトライ~。

 

OSI参照モデルとネットワーク機器の関係

OSI参照モデルとは?

OSI参照モデルOSIさんしょうモデル、OSI reference model)は、OSIにおいて「コンピュータの持つべき」だとされた、通信機能を階層構造に分割したモデルである。国際標準化機構(ISO)によって策定された。2020年4月現在広く使われているインターネットがこれとは大幅に違っているDARPAモデルであるように、一般論としてこれがコンピュータの持つべきモデルというわけではない。OSI基本参照モデルOSIモデルなどとも呼ばれ、通信機能(通信プロトコル)を7つの階層に分けて定義している。

OSI参照モデル - Wikipedia

⇧ 「OSI」は何ぞ?

開放型システム間相互接続(かいほうがたシステムかんそうごせつぞく、Open Systems Interconnection, OSI)は、国際標準化機構 (ISO) と ITU-T により1982年に策定が開始されたコンピュータネットワーク標準。

開放型システム間相互接続 - Wikipedia

⇧ 「コンピュータネットワーク標準」ですって。

OSI以前、コンピュータネットワークの通信プロトコルは、ベンダー毎に独自の規格が乱立していた(SNAAppleTalkNetWareDECnet など)。このため、業界共通のネットワーク標準によるマルチベンダーの相互運用性を確立しようとOSIの策定が開始された。

開放型システム間相互接続 - Wikipedia

⇧ 「ソフトウェア」でも「ネットワーク」でも、結局、みんな自分勝手にあれこれ作っちゃうんだね...

というわけで、「OSI参照モデル」は、みんなで「通信機能(通信プロトコル)」の認識を合わせましょうってことみたいね。

で、「独立行政法人情報処理推進機構IPA:Information-technology Promotion Agency, Japan)」によると、

⇧ 上記のような関係になってるんだと。 「レイヤ」が「7層」になってるんね。

 

ネットワーク環境とネットワーク機器

実際に、ネットワーク環境を実現する場合、どんなネットワーク機器が使われて、どんな構成になってるのか。

独立行政法人情報処理推進機構IPA:Information-technology Promotion Agency, Japan)」によると、「一般的な企業内」の「ネットワーク」は、

⇧ 上記のような関係になってるんだと。 

様々な機器の違いは、

sc.ipsecdh.net

itsakura.com

⇧ 上記サイト様が詳しいかと。

 

LAN(Local Area Network)って?

Wikipediaさんによると、

Local Area Network(ローカル・エリア・ネットワーク。LAN)とは、企業、官庁のオフィスや工場などの事業所、学校、家庭などで使用されるコンピュータネットワークである。

Local Area Network - Wikipedia

LANの標準化組織である米国電気電子技術者協会IEEE)や国際標準化機構(ISO)での定義によると

  1. 限定された広がりをもつ地域で、コンピュータをはじめとする様々な機器の間で自由に情報交換ができる。
  2. 導入したユーザーが主体となって管理・運営する(電気通信事業者資格が不要)。
  3. 異なるベンダーで作成された機器をLANに接続でき、相互に通信可能(マルチベンダ接続)。

といった特徴をもっている。

Local Area Network - Wikipedia

⇧ 「企業、官庁のオフィスや工場などの事業所、学校、家庭などで使用されるコンピュータネットワーク」ですと。

でもって、「LAN(Local Area Network)」の範囲を拡大すると、

Wide Area Network(ワイド・エリア・ネットワーク、略称:WAN(ワン))は、LANMANに比較して広い範囲(市街地を越え郊外、県外や国際の範囲)におよぶネットワークのこと。広義には、非常に広大な面的広がりを持つインターネットとほぼ同義の言葉として使われる一方、狭義には、点在するLANとLANを接続する線としてのネットワークというような意味合いでも使われる。

 

Wide Area Network - Wikipedia

⇧ 「WAN(Wide Area Network)」になるらしい。

イメージ的には、

⇧ 上図のような関係性ということらしい。

「コンピュータネットワーク」 がいっぱい集まってる感じですかね。

 

VLAN(Virtual Local Area Network)って?

で、「VLAN(Virtual Local Area Network)」って言葉からも推測できるように、

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、LANスイッチ(レイヤ2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にLANセグメント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、LANセグメントの分離を実現する。

Virtual Local Area Network - Wikipedia

⇧ 「仮想的」な「LAN(Local Area Network)」を実現する技術ですと。

「仮想的なコンピュータネットワーク」を作れますと。

 

www.infraexpert.com

 VLAN( Virtual LAN )とは、物理的な接続形態とは独立して、仮想的なLANセグメントを作る技術です。
 VLANはスイッチ内部で論理的にLANセグメントを分割するために使用されます。VLANを使用することで
 ルータやL3スイッチと同じようにL2スイッチでも
ブロードキャストドメインの分割を行うことができます。

VLANとは

⇧「レイヤ2スイッチ」で実現しますと。

OSI参照モデル」でいくと「2:データリンク層」の「コンピュータネットワーク」で実装する技術が「VLAN」ってことっすかね。

 

サブネットとは?

Wikipediaさんによりますと、 

サブネット英語subnet)とは、IPネットワークを論理的に細分化したもののことである。1つのネットワークを2つ以上のネットワークに分割することをサブネット化(subnetting)という 。

サブネット - Wikipedia

⇧「IPネットワーク」を「論理的」に「分割」するんだと。

IPネットワーク」って?

IPネットワークまたはIP網(アイピーもう)は、インターネット・プロトコル・スイート技術を利用して相互接続されたコンピュータネットワークを意味する。これは、広義の「インターネット」(一般名詞、"an internet") と等しい。

IPネットワーク - Wikipedia

⇧「インターネット・プロトコル・スイート」って?

インターネット・プロトコル・スイートInternet protocol suite)は、インターネットを含む多くのコンピュータネットワークにおいて、標準的に利用されている通信プロトコルのセットである。TCP/IPTransmission Control Protocol /Internet Protocol )とも呼ばれる。

インターネット・プロトコル・スイート - Wikipedia

⇧「TCP/IP」のことらしいですと。

つまり、「IPネットワーク」は「TCP/IP」で実現された「コンピュータネットワーク」ですと。

なので、「OSI参照モデル」でいくと「3:ネットワーク層」の「コンピュータネットワーク」で実装する技術が「サブネット」ってことっすかね。

 

「VLAN(Virtual Local Area Network)」と「サブネット」

と言うわけで、調べた感じでは、 「OSI参照モデル」の「レイヤ」が異なるんですと。

「VLAN(Virtual Local Area Network)」を使えば、「L2スイッチ」でも「ブロードキャストドメインの分割」が可能になんですと。

それの何が嬉しいの?

kmownet.com

 ハブネットワークでは発信された全てのパケットが、宛先に無関係に、全てのホストに到達します。これはパケットの衝突の原因になります。ネットワークのパフォーマンスを上げるためには、できるだけパケットの衝突を少なくすることが重要です。スイッチを使ってネットワークを構築すれば、ユニキャストパケットは宛先のホストが存在するポートからのみ転送されます。スイッチの導入によってネットワークのパフォーマンスは大幅に向上します。しかし、スイッチはブロードキャストパケットをブロックすることはできません。さらなるパフォーマンスの向上のためには、ブロードキャストパケットによる衝突はできるだけ少なくする必要があります。

VLAN|柔軟なLAN運用|ブロードキャストドメインの分割|ポートベースVLAN

 ブロードキャストがあまりないなら気にすることはありません。しかし、ネットワークアプリケーションの中にはブロードキャストを多用するものが多くあります。よく利用されるのがARPリクエストです。それからDHCPでも多用されています。ルーティングプロトコルとしてRIPを利用していれば、これもブロードキャストパケットを出します。RIP以外のルーティングプロトコルマルチキャストを使っていますので、衝突という意味では、ブロードキャストとあまり変わりがありません。それから、Windowsのプリンター共有やファイル共有を使っている場合は、NetBEUIを使います。これもブロードキャストを出しています。ブロードキャストが多くの衝突を生み出していることが容易に想像できると思います。

VLAN|柔軟なLAN運用|ブロードキャストドメインの分割|ポートベースVLAN

⇧「ブロードキャスト」のパケットの衝突を少なくできるなら少なくしておくのが良いということなのですが、「スイッチではブロードキャストをブロックできない」らしいですと。

なので、「VLAN(Virtual Local Area Network)」を実施すれば「サブネット」では対処できない部分で「ブロードキャスト」のパケットの衝突を少なくできるんだと。

上手いこと、「VLAN(Virtual Local Area Network)」と「サブネット」の両方を組み合わせれば、「ブロードキャスト」のパケットの衝突を大幅に減らせるってことなんですかね?

つまり、ネットワークのパフォーマンスを上げることができるんだと。

 

まぁ、ネットワークの知識がないから、モヤモヤ感しか残らないが...

今回はこのへんで。