高い安定性、セキュリティ、柔軟性が求められる大規模な産業用IoTアプリケーションで使用される産業用4G WiFiルーターまたは5G産業用ルーターには、産業グレードの保護、ワイド温度設計、VPN接続機能が必須です。特に産業用4G WiFiルーターまたは5G産業用ルーターVLAN機能を備えたものは、4Gまたは5Gネットワーク接続とネットワーク分離技術を組み合わせ、特定のニーズに基づいて同じ4G/5Gネットワーク内に複数の独立した仮想ローカルエリアネットワーク（VLAN）を作成できます。これにより、異なるデバイスや部門間でのデータ分離、セキュリティ強化、トラフィック管理が可能になります。では、VLANとは何でしょうか？その特徴、仕組み、機能はどのようなものなのでしょうか？

VLAN（仮想ローカルエリアネットワーク）とは、異なるネットワークセグメントやネットワークにまたがるエンドツーエンドの論理ネットワークであり、スイッチドローカルエリアネットワークを基盤としてネットワーク管理ソフトウェアを使用して構築されます。VLANは論理サブネット、すなわち論理ブロードキャストドメインを構成し、複数のネットワークデバイスをカバーし、異なる地理的位置にあるネットワークユーザーが同じ論理サブネットに参加できるようにします。これは、ローカルエリアネットワーク（LAN）デバイスを論理的（物理的ではなく）にネットワークセグメント（またはより小さなLAN）に分割し、仮想ワークグループ（ユニット）のデータ交換を実現するデータ交換技術です。これは新しい技術であり、主にスイッチや産業用4G WiFiルーター/5G産業用ルーターで使用されますが、主流の用途は依然としてスイッチです。ただし、すべてのスイッチがこの機能を備えているわけではなく、レイヤー3以上のスイッチのみがこの機能を備えています。

VLANは、VLAN内のブロードキャストトラフィックとユニキャストトラフィックのいずれも他のVLANに転送されないという特徴があります。これにより、トラフィックを制御し、機器投資を削減し、ネットワーク管理を簡素化し、ネットワークセキュリティを向上させることができます。ネットワークを複数のブロードキャストドメインに分割し、ブロードキャストストームを効果的に制御し、ネットワークトポロジを柔軟にすることに加えて、VLANはネットワーク内の異なる部門やサイト間のアクセス制御にも使用できます。

VLANの原理

1. ブロードキャストドメインの分割：VLANをスイッチに設定することで、物理的なブロードキャストドメインを複数の小さな論理ブロードキャストドメインに分割できます。

2. VLANタグ：異なるVLANを区別するためにVLANタグが使用されます。このタグにはVLAN識別情報が含まれており、スイッチがデータフレームがどのVLANに属するかを識別できるようにします。

3. データフレーム処理：スイッチは、データフレームがVLANタグを保持しているかどうか、およびタグの内容に基づいて、転送するかどうか、どのポートに転送するかなど、データフレームの処理方法を決定します。

VLANの機能

1. ネットワークセキュリティの向上：異なるユーザーやデバイスを異なるVLANに分割することで、それらの間の直接通信を制限し、機密情報の漏えいを防ぐことができます。

2. ブロードキャストトラフィックの削減：VLANはブロードキャストトラフィックを効果的に分離し、ブロードキャストストームの発生を減らし、ネットワークパフォーマンスを向上させることができます。

3. 柔軟なネットワーク管理：VLANにより、ネットワーク管理者は実際のニーズに応じてネットワーク構造を柔軟に分割・調整でき、物理デバイスの場所を変更する必要はありません。

4. ネットワークアクセスの制御：VLANは、異なるワークグループ間の通信を制御するために使用でき、特定のユーザーが特定のネットワークリソースにアクセスすることを制限できます。

5. ポート分離：同じスイッチ上でも、異なるVLANのポートは通信できません。これにより、1台の物理スイッチが複数の論理スイッチとして機能できます。

VLANを確立するための条件

VLANは物理ネットワーク上に構築される論理サブネットです。VLANを確立するには、VLANテクノロジーをサポートするネットワーク機器が必要です。ネットワーク内の異なるVLANが相互に通信する場合、ルーティングサポートが必要となり、ルーティング機器の追加が必要です。ルーティングは、産業用4G WiFiルーターまたは5G産業用ルーター、あるいはレイヤー3スイッチで実現できます。

VLANの種類

1. ポートベースVLAN

利点：構成が簡単

欠点：接続するネットワークデバイスが変更されると、ポートの再構成が必要

2. MACベースVLAN

利点：ネットワークデバイスの場所を自由に変更できる

欠点：高度なスイッチ管理能力が必要

3. IPベースVLAN

利点：管理が容易

欠点：各IPパケットのレイヤー3ヘッダーを確認する必要がある

4. プロトコルベースVLAN

利点：アプリケーションに基づいてネットワークデバイスの場所を自由に変更できる

欠点：データパケットのレイヤー3ヘッダーを確認する必要がある