Industrielle 4G WiFi Router oder 5G Industrierouter, die in großflächigen industriellen IoT-Anwendungen eingesetzt werden und hohe Stabilität, Sicherheit und Flexibilität erfordern, müssen über Schutz nach Industriestandard, Ausführungen für breite Temperaturbereiche und VPN-Konnektivität verfügen. Insbesondere industrielle 4G WiFi Router oder5G Industrieroutermit VLAN-Funktion, die 4G- oder 5G-Netzwerkkonnektivität mit Netzwerktrennungstechnologie kombinieren, können sie mehrere unabhängige virtuelle lokale Netzwerke (VLANs) innerhalb desselben 4G- oder 5G-Netzwerks je nach spezifischem Bedarf erstellen. Dies ermöglicht Datenisolation, verbesserte Sicherheit und Verkehrsmanagement zwischen verschiedenen Geräten oder Abteilungen. Aber was ist ein VLAN? Was sind seine Merkmale, wie funktioniert es und welche Funktion hat es?

VLAN (Virtuelles Lokales Netzwerk) bezeichnet ein durchgängiges logisches Netzwerk, das verschiedene Netzwerksegmente und Netzwerke überspannt und mithilfe von Netzwerkmanagement-Software auf der Grundlage eines geschalteten lokalen Netzwerks aufgebaut wird. Ein VLAN bildet ein logisches Subnetz, d.h. eine logische Broadcast-Domäne, die mehrere Netzwerkgeräte abdecken und Netzwerkbenutzern an verschiedenen geografischen Standorten den Beitritt zu einem logischen Subnetz ermöglichen kann. Es ist eine Datenaustauschtechnologie, die Geräte in lokalen Netzwerken (LANs) logisch (Anmerkung: nicht physisch) in Netzwerksegmente (oder kleinere lokale Netzwerke (LANs)) unterteilt, um den Datenaustausch in virtuellen Arbeitsgruppen (Einheiten) zu ermöglichen. Es ist eine aufkommende Technologie, die hauptsächlich in Switches und industriellen 4G WiFi Routern oder 5G Industrieroutern eingesetzt wird, ihre Hauptanwendung liegt jedoch immer noch bei Switches. Allerdings verfügen nicht alle Switches über diese Funktion; nur Switches der Schicht 3 oder höher besitzen diese Funktion.

Ein VLAN zeichnet sich dadurch aus, dass weder Broadcast- noch Unicast-Verkehr innerhalb eines VLANs an andere VLANs weitergeleitet wird. Dies hilft, den Datenverkehr zu steuern, Geräteinvestitionen zu reduzieren, die Netzwerkverwaltung zu vereinfachen und die Netzwerksicherheit zu verbessern. Neben der Aufteilung eines Netzwerks in mehrere Broadcast-Domänen, der effektiven Kontrolle von Broadcast-Stürmen und der hochflexiblen Gestaltung der Netzwerktopologie kann VLAN auch zur Steuerung des Zugriffs zwischen verschiedenen Abteilungen und Standorten innerhalb eines Netzwerks eingesetzt werden.

Prinzipien von VLAN

1. Segmentierung von Broadcast-Domänen: VLAN kann auf einem Switch konfiguriert werden, um eine physische Broadcast-Domäne in mehrere kleinere logische Broadcast-Domänen zu unterteilen.

2. VLAN-Tag: Um verschiedene VLANs zu unterscheiden, wird ein VLAN-Tag verwendet. Dieser Tag enthält VLAN-Identifikationsinformationen, die es dem Switch ermöglichen, zu erkennen, zu welchem VLAN der Datenrahmen gehört.

3. Verarbeitung von Datenrahmen: Der Switch entscheidet, wie Datenrahmen verarbeitet werden sollen, basierend darauf, ob der Datenrahmen einen VLAN-Tag trägt und welchen Inhalt dieser Tag hat, einschließlich der Entscheidung, ob und an welchen Port er weitergeleitet werden soll.

Funktionen von VLAN

1. Verbesserung der Netzwerksicherheit: Durch die Aufteilung verschiedener Benutzer und Geräte in unterschiedliche VLANs kann die direkte Kommunikation zwischen ihnen eingeschränkt und so das Abfließen sensibler Informationen verhindert werden.

2. Reduzierung des Broadcast-Verkehrs: VLAN kann Broadcast-Verkehr effektiv isolieren, das Auftreten von Broadcast-Stürmen reduzieren und die Netzwerkleistung verbessern.

3. Flexible Netzwerkverwaltung: VLAN ermöglicht es Netzwerkadministratoren, die Netzwerkstruktur flexibel an die tatsächlichen Bedürfnisse anzupassen, ohne den Standort physischer Geräte ändern zu müssen.

4. Kontrolle des Netzwerkzugriffs: VLAN kann zur Steuerung der Kommunikation zwischen verschiedenen Arbeitsgruppen verwendet werden, z.B. um bestimmten Benutzern den Zugriff auf spezifische Netzwerkressourcen zu verwehren.

5. Port-Trennung. Selbst auf demselben Switch können Ports in verschiedenen VLANs nicht miteinander kommunizieren. Dies ermöglicht es einem einzigen physischen Switch, als mehrere logische Switches zu fungieren.

Voraussetzungen zur Einrichtung eines VLAN

VLAN ist ein logisches Subnetz, das auf einem physischen Netzwerk aufgebaut ist. Zur Einrichtung eines VLANs ist Netzwerkausrüstung erforderlich, die die VLAN-Technologie unterstützt. Wenn verschiedene VLANs in einem Netzwerk miteinander kommunizieren, ist Routing-Unterstützung erforderlich. Dies erfordert die Hinzufügung von Routing-Geräten. Routing kann entweder mit einemIndustrieller 4G WLAN Routeroder einem 5G Industrierouter oder einem Layer-3-Switch durchgeführt werden.

Typen von VLANs

1. Portbasiertes VLAN

Vorteil: Einfache Konfiguration

Nachteil: Erfordert Port-Rekonfiguration, wenn sich angeschlossene Netzwerkgeräte ändern

2. MAC-basiertes VLAN

Vorteil: Standort von Netzwerkgeräten beliebig ändern

Nachteil: Hohe Switch-Management-Fähigkeiten sind erforderlich

3. IP-basiertes VLAN

Vorteil: Einfach zu verwalten

Nachteil: Muss den Header der Schicht 3 jedes IP-Pakets überprüfen

4. Protokollbasiertes VLAN

Vorteil: Der Standort von Netzwerkgeräten kann je nach Anwendung beliebig geändert werden.

Nachteil: Muss den Header der Schicht 3 des Datenpakets überprüfen