VLAN（仮想LAN）とは？仕組み・種類・設定方法をわかりやすく解説

仮想ローカルエリアネットワーク（VLAN）とは、物理的に異なる複数のLANに接続された機器を、論理的にひとつのグループとしてまとめたサブネットワークのことです。大規模な企業ネットワークでは、トラフィック管理を改善するためにネットワークを再分割する目的でVLANが導入されることが多くあります。イーサネットやWi-Fiなど、さまざまな物理ネットワークがVLANをサポートしています。

VLANはどのような場面で役立つのか

適切に構成されたVLANは、混雑したネットワークのパフォーマンスを向上させます。VLANを使えば、頻繁に通信し合うクライアントデバイス同士を同じグループにまとめることができます。通常、2つ以上の物理ネットワークに分かれたデバイス間のトラフィックは、ネットワークのコアルータが処理しますが、VLANを導入すれば、その処理をネットワークスイッチがより効率的に担えるようになります。

また、VLANにはセキュリティ面でのメリットもあります。どのデバイスが互いにローカルアクセスできるかを細かく制御できるためです。Wi-Fiのゲストネットワークも、VLAN対応の無線アクセスポイントを使って実装されるのが一般的です。

静的VLANと動的VLAN

ネットワーク管理者は、静的VLANを「ポートベースVLAN」と呼ぶこともあります。静的VLANでは、スイッチの各ポートを特定の仮想ネットワークに割り当てます。どのデバイスをそのポートに接続しても、そのデバイスは自動的に該当する仮想ネットワークのメンバーになります。

一方、動的VLANでは、スイッチのポート位置ではなく、デバイス自体の特性に基づいて所属ネットワークが決められます。たとえば、MACアドレスの一覧やネットワークアカウント名をもとに、動的VLANのメンバーシップを定義することが可能です。

VLANタグと標準的なVLANの種類

イーサネットネットワークにおけるVLANタグは、業界標準のIEEE 802.1Qに準拠しています。802.1Qタグは32ビット（4バイト）のデータで、イーサネットフレームヘッダーに挿入されます。このフィールドの先頭16ビットには固定値「0x8100」が格納されており、イーサネット機器はこれを検知することで、そのフレームが802.1Q VLANに属すると認識します。残りの12ビットにはVLAN番号（1〜4094）が格納されます。

VLAN運用のベストプラクティスでは、いくつかの標準的な仮想ネットワークの種類が定義されています。

• ネイティブLAN：イーサネットのVLAN対応機器は、タグなしフレームをデフォルトでネイティブLANに属するものとして扱います。ネイティブLANはVLAN 1ですが、管理者がこの既定値を変更することも可能です。
• 管理VLAN：ネットワーク管理者によるリモート接続をサポートするVLANです。VLAN 1を管理VLANとして使うネットワークもあれば、他のトラフィックとの競合を避けるために専用の番号を設定するケースもあります。

VLANの設定手順

大まかな流れとして、ネットワーク管理者は以下の手順で新しいVLANを設定します。

1. 有効なVLAN番号を選択します。
2. そのVLAN上のデバイスが使用するプライベートIPアドレスの範囲を選択します。
3. スイッチを静的または動的な設定で構成します。静的構成では各スイッチポートにVLAN番号を割り当て、動的構成ではMACアドレスやユーザー名のリストをVLAN番号に関連付けます。
4. 必要に応じてVLAN間のルーティングを設定します。2つ以上のVLAN間で相互通信を行うには、VLAN対応ルーターまたはレイヤ3スイッチが必要です。

使用される管理ツールやインターフェースは、導入している機器によって異なります。

よくある質問

• レガシーなVLAN間ルーティングの特徴は？　従来の「ルーターオンアスティック」方式では複数のVLANを扱えますが、各VLANごとに個別のイーサネットリンクが必要になります。
• VLANトランキングはなぜ使われる？　VLANトランクとは、2台のスイッチ間をつなぐOSI参照モデルのレイヤ2リンクです。スイッチ間やその他のネットワーク機器との間でトラフィックを伝送するために広く利用されています。
• VLAN IDとは？　各VLANは0〜4095の番号で識別されます。どのネットワークでもデフォルトのVLANはVLAN 1です。割り当てられたIDによって、VLANはトラフィックの送受信が可能になります。
• VLAN上のEthernet IIフレームの最大サイズは？　衝突検出が正しく機能するには、イーサネットフレームは最低64バイトのサイズが必要です。最大サイズは1,518バイトです。