Virtual Local Area Network

VLANs (Virtual Local Area Network) unterteilen ein physisches Netzwerk in mehrere logische Netzwerke. So bildet jedes VLAN eine eigene Broadcast-Domain.

Vorrausetzungen & Eigenschaften

• Managebare (Konfigurierbare) Switches, um tagged VLANs zu realisieren.
• Kommunikation von zwei unterschiedlichen VLANs ist nur über einen Router möglich, der an beiden Netzen verbunden ist.
• Sind in eigene Subnetze eingeteilt.

Gründe für VLAN

• Flexibilität: Konfiguration findet rein auf Software-Ebene statt
  • Installierbar auf jedem Endgerät
  • Standortunabhängig
• Sicherheit: VLANs sind sichtbarer
  • IoT-Geräte in einem VLAN
• Performance: Verkleinerung der Broadcasts
• Preis: VLANs benötigen weniger Einzelgeräte
  • kein zeitlicher Aufwand mehr fürs Einrichten paralleler Netze

VLAN-Typen

Untagged VLAN (Portbasiert)

Portbasiertes VLAN

• Einen physischen Switch in mehrere logische Switches unterteilen
• Einzelne Ports werden einem VLAN zugeordnet

Switch A

Switch-Port	VLAN ID	angeschlossenes Gerät
1	1	PCA1
2	1	PCA2
3	-	-
4	1	Verbindung zu Switch-B Port 4
5	2	PCA5
6	2	PCA6
7	-	-
8	2	Verbindung zu Switch-B Port 8

• Mithilfe mehrerer Switches kann man mehr Rechner in einem VLAN einbinden
• Allerdings benötigt man für jedes VLAN eine eigene Verbindung

Switch B

Switch-Port	VLAN ID	angeschlossenes Gerät
1	1	PCB1
2	1	PCB2
3	-	-
4	1	Verbindung zu Switch-A Port 4
5	2	PCB5
6	2	PCB6
7	-	-
8	2	Verbindung zu Switch-B Port 8

Tagged VLAN (nach IEEE 802.1q)

• Mehrere VLANs können so über einen einzelnen Switch-Port genutzt werden.

• Eine Markierung (Tag) im Frame des Pakets sorgt für die Zuweisung
• Das Tag wird nach der MAC-Addresse des Absenders gesetzt und ist exakt vier Byte lang.
• Erste Zwei Bytes sind für den TPI (Tag Protocol Identifier), zeigt an, ob überhaupt eine VLAN-ID angegeben wurde
• Nach TPI folgen drei Bits für die Priorität der Nachricht, dann folgt ein Bit für den CFI (Canonical Format Identifier), welches die Kompatibilät zwischen Ethernet und Token Ring gewährleistet.
• Die letzten zwölf Bits sind für die eigentliche VLAN-ID bestimmt. Dadurch sind 4096 VLANs möglich.

Einrichten eines VLANS mit T2600-18-Switch von tp-link

• In der Praxis benutzt man eine Kombination von portbasiertem und untagged VLAN.
• Die Clients, die in einem VLAN sein sollen, in einem portbasierten VLAN.
• Die Switch-Verbindungen als tagged markieren.

1. Im Switch unter VLAN -> 802.1q VLAN -> VLAN Config aud Add(hinzufügen) klicken
2. Eine VLAN-ID-Nummer eingeben und einen Namen (Die ID-Nummer 1 ist belegt als System-VLAN.)
3. Ports auswählen, die zum VLAN dazugehören sollen; als untagged markieren, deren Ports zu Rechnern gehören; als tagged markieren, deren Ports zu einer Trunk-Leitung gehören. Anschließend auf Create klicken.
4. Unter VLAN -> 802.1q VLAN -> Port Config die entsprechenden Ports mit der VLAN-ID unter PVID einsetzen. Abschließend auf save klicken.

Wir wollen als Beispiel:

• Zwei VLANs einrichten über zwei Switches
• Rechner in den VLANs können untereinander kommunizieren
• VLANs können sich nicht untereinander kommunizieren
• Beide VLANs gelangen ins Internet

Hier eine beispielhafte Skizze:

Verwendet wird ein LAN-Kabel, der beide Switches verbindet. Der Router wird an eines der Switches verbunden. Um alle Ziele zu erreichen, brauchen wir mind. 3 VLANs.

VLAN Konfiguration-Parameter

	VLAN 50	VLAN 51	VLAN 52
TL2600-18TS	Port 1-3,9	Port 1,4-9	Port 1-9
TL2600-18TS	1-3	1,4-8	1-8

Für die einzelnen Ports an den Switches gelten folgende Regeln:

Switch 1

Port	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Egress Rule	Tagged	Untagged	Untagged	Untagged	Untagged	Untagged	Untagged	Untagged	Untagged
PVID	50	51	51	52	52	52	52	52	50

Switch 2

Port	1	2	3	4	5	6	7	8
Egress Rule	Tagged	Untagged	Untagged	Untagged	Untagged	Untagged	Untagged	Untagged
PVID	50	51	51	52	52	52	52	52

Quellen

1. https://de.wikipedia.org/wiki/Virtual_Local_Area_Network
2. https://www.ionos.de/digitalguide/server/knowhow/vlan-grundlagen/
3. https://www.thomas-krenn.com/de/wiki/VLAN_Grundlagen
4. https://www.tp-link.com/us/support/faq/788/