VLAN und Subnetz sind grundlegende Konzepte im Netzwerkbereich, die eine wichtige Rolle beim Netzwerkdesign und -management spielen.
In der heutigen digitalen Welt ist die Netzwerkarbeit zu einem integralen Bestandteil fast jeder Organisation geworden.
Da die Komplexität und der Umfang von Netzwerken immer weiter zunehmen, ist es für Netzwerkingenieure entscheidend, die Funktionsweise von VLAN und Subnetz zu verstehen.
Lassen Sie uns beginnen!
Was ist ein VLAN?
VLAN steht für Virtual Local Area Network. Es ist eine Art von Netzwerktopologie, die es Ihnen ermöglicht, logische Gruppen von Geräten in einem Netzwerk zu erstellen, auch wenn diese nicht physisch mit demselben Switch verbunden sind.
Es ist wie ein Paralleluniversum von Netzwerken, die im selben physischen Raum existieren!
Mit VLANs können Sie ein physisches Netzwerk in mehrere virtuelle Netzwerke aufteilen, die jeweils über eigene Ressourcen und Sicherheitsrichtlinien verfügen.
wozu ist das gut?🤔
Nun, in einem großen Unternehmen gibt es möglicherweise viele verschiedene Abteilungen oder Teams, die unterschiedliche Netzwerkanforderungen haben.
Das Finanzteam könnte beispielsweise mehr Sicherheit und Bandbreite benötigen als das Marketingteam. Mit VLANs können Sie jeder Gruppe ihr eigenes Netzwerk zuweisen, ohne sie physisch trennen zu müssen.
Einer der wichtigsten Vorteile von VLANs ist die verbesserte Sicherheit, die sie bieten.
Sie ermöglichen die logische Gruppierung von Netzwerkressourcen auf der Grundlage von Sicherheitsanforderungen. Diese Trennung der Daten erhöht die Sicherheit, indem sie den Zugriff auf Ressourcen einschränkt und die Daten von anderen VLANs isoliert.
Darüber hinaus tragen VLANs zur Optimierung der Netzwerkleistung bei, indem sie die Überlastung des Netzwerks minimieren. Durch die Unterteilung eines Netzwerks in kleinere Segmente wird der Multicast-Verkehr reduziert, was zu einer höheren Effizienz des Netzwerks führt.
Sie bieten außerdem Flexibilität bei der Gestaltung eines Netzwerks, so dass Änderungen an der Netzwerkkonfiguration vorgenommen werden können, ohne dass das Netzwerk physisch neu verkabelt werden muss. Neue VLANs können je nach den sich entwickelnden Anforderungen des Netzwerks hinzugefügt oder gelöscht werden.
Wie funktioniert VLAN?
Das Funktionsmodell ist sehr einfach!
VLAN ist wie ein magisches Einhorn, das innerhalb des physischen Netzwerks existiert. Es ermöglicht Netzwerkadministratoren, Geräte in logische Gruppen einzuteilen, die normalerweise nicht miteinander kommunizieren können, selbst wenn sie an denselben Switch oder Router angeschlossen sind.
Dies wird durch einen Prozess erreicht, der VLAN-Tagging genannt wird. Dabei wird den Ethernet-Frames ein spezieller Header hinzugefügt, der das VLAN kennzeichnet, zu dem sie gehören.
VLANs werden in der Regel auf der Switch-Ebene konfiguriert, wo Sie einzelne Ports auf der Grundlage ihrer MAC-Adresse, ihres Protokolls oder anderer Kriterien verschiedenen VLANs zuweisen können.
Wenn ein Gerät einen Frame in einem VLAN sendet, sieht sich der Switch das VLAN-Tag an und leitet den Frame nur an die Ports weiter, die Mitglieder dieses VLANs sind. So entsteht eine Art Walled Garden innerhalb des Netzwerks.
Geräte innerhalb desselben VLANs können miteinander kommunizieren, als befänden sie sich im selben physischen Netzwerk, während Geräte in verschiedenen VLANs über einen Router oder einen Layer-3-Switch kommunizieren müssen.
Was ist ein Subnetz?
Ein Subnetz, kurz für Subnetzwerk, ist ein kleineres Netzwerk innerhalb eines größeren Netzwerks. Es wird erstellt, indem ein einzelnes größeres Netzwerk in mehrere kleinere Teilnetzwerke unterteilt wird, wobei jedes Teilnetzwerk seine eigene eindeutige Netzwerkadresse hat.
Subnetze werden häufig in großen Organisationen oder Unternehmen mit vielen verschiedenen Abteilungen oder Standorten verwendet. Dies ermöglicht eine bessere Verwaltung und Kontrolle des Netzwerkverkehrs und verbessert die Sicherheit, indem verschiedene Bereiche des Netzwerks isoliert werden.
Aber warten Sie, das ist noch nicht alles!
Jedes Subnetz hat seinen eigenen Bereich von IP-Adressen. Und Geräte innerhalb eines Subnetzes können direkt miteinander kommunizieren, ohne dass ein Routing über andere Subnetze oder das Hauptnetz erforderlich ist. Dies kann dazu beitragen, die Überlastung des Hauptnetzes zu verringern und die Gesamtleistung des Netzwerks zu verbessern.
Und hier finden Sie eine Liste von Subnetzrechnern, mit denen Sie Subnetze für einen bestimmten Bereich von IP-Adressen erstellen können.
Wie funktioniert das Subnetting?
Stellen Sie sich vor, wir haben ein Klasse-C-Netzwerk mit einer IP-Adresse von 192.168.1.0 und einer Subnetzmaske von 255.255.255.0. Das bedeutet, dass wir 256 IP-Adressen zur Verfügung haben, wobei die ersten drei Oktette für den Netzwerkteil und das letzte Oktett für den Hostteil stehen.
Kinderleicht, nicht wahr?😅
Nehmen wir nun an, dass wir dieses Netzwerk in vier kleinere Teilnetze aufteilen wollen. Dazu müssen wir uns zwei Bits aus dem Host-Teil der IP-Adresse leihen und sie verwenden, um zusätzliche Netzwerkadressen zu erzeugen.
Wir kommen hier in eine ernsthafte technische Angelegenheit!
Indem wir uns zwei Bits ausleihen, erhalten wir eine neue Subnetzmaske von 255.255.255.192.
Die binäre Darstellung dieser neuen Subnetzmaske lautet 11111111.11111111.11111111.11000000, was bedeutet, dass die ersten 26 Bits zum Netzwerkteil und die letzten 6 Bits zum Hostteil gehören.
Um die Netzwerkadressen für jedes der vier Subnetze zu ermitteln, erhöhen wir die Werte des letzten Oktetts um 64 (2^6) für jedes Subnetz. So erhalten wir vier Subnetze mit den folgenden Netzwerkadressen:
192.168.1.0 (ursprüngliches Netzwerk)
192.168.1.64 (erstes Teilnetz)
192.168.1.128 (zweites Teilnetz)
192.168.1.192 (drittes Teilnetz)
Jedes Subnetz kann nun seinen eigenen Bereich von Hostadressen haben, mit bis zu 62 Hostadressen pro Subnetz. Durch die Unterteilung des Netzwerks in kleinere Subnetze können wir die Netzwerkleistung und die Sicherheit erhöhen, indem wir verschiedene Teile des Netzwerks voneinander trennen.
VLAN vs. Subnetz
In der folgenden Tabelle werden VLAN und Subnet miteinander verglichen:
| VLAN | Subnetz |
| Arbeitet auf Schicht 2 des OSI-Modells | Physikalische Unterteilung eines Netzwerks |
| Arbeitet auf Schicht 3 des OSI-Modells | Verwendet Netzwerk-Präfixe für verschiedene IP-Adressen |
| Segmentiert das Netzwerk in Broadcast-Domänen | Teilt ein größeres Netzwerk in kleinere Subnetzwerke auf |
| Implementiert mit Switches | Wird mithilfe von Routern implementiert |
| Verbessert die Netzwerkleistung und Sicherheit durch Isolierung des Datenverkehrs | Verwaltet IP-Adresszuweisung, Routing und Netzwerkleistung |
| Kann sich über mehrere physische Standorte erstrecken | Normalerweise auf einen einzigen physischen Standort beschränkt |
| Verwendet VLAN-Tags zur Unterscheidung des Datenverkehrs | Verwendet Netzwerk-Präfixe zur Unterscheidung von IP-Adressen |
| Ermöglicht eine detailliertere Kontrolle über den Netzwerkverkehr | Vereinfacht die Netzwerkverwaltung durch Gruppierung von Geräten mit ähnlichen IP-Adressen |
VLAN und Subnetz sind zwei Säulen der Netzwerkarchitektur, jede mit ihren eigenen Stärken und Möglichkeiten.
VLAN beherrscht den virtuellen Bereich mit seiner Kraft der Netzwerksegmentierung und der Isolierung des Datenverkehrs.
Das Subnetz hingegen beherrscht den physischen Bereich mit seiner Fähigkeit, das Netzwerk durch IP-Adresszuweisung, Routing und Leistungsmanagement aufzuteilen und zu erobern.
Anwendungsfälle von VLAN
Isolierung des Netzwerkverkehrs
Um Überlastungen zu reduzieren und die Netzwerkleistung zu steigern, können verschiedene Formen des Netzwerkverkehrs, z.B. Sprache und Daten, mit Hilfe von VLANs getrennt werden.
Sichere Zugangskontrolle
Mit VLANs können Sie separate Netzwerke für Gastbenutzer, Auftragnehmer oder verschiedene Abteilungen innerhalb eines Unternehmens einrichten, um die Sicherheit und den Datenschutz zu verbessern.
Multimandanten-Umgebungen
In Shared Hosting- oder Cloud-Umgebungen schafft VLAN virtuelle Netzwerke für verschiedene Kunden oder Mieter, um deren Datenverkehr zu isolieren und den Datenschutz zu gewährleisten.
Videokonferenzen & VoIP-Anwendungen
VLANs können auch verwendet werden, um die Netzwerkleistung für VoIP-Anwendungen zu optimieren, indem der Datenverkehr vom übrigen Netzwerkverkehr getrennt wird.
Anwendungsfälle von Subnet
Verwaltung von IP-Adressen
Subnetze können verwendet werden, um ein größeres Netzwerk in kleinere Subnetze aufzuteilen und so die IP-Adressvergabe effizient zu verwalten.
Leistung des Netzwerks
Durch die Aufteilung des Netzwerks in kleinere Teile kann die Effizienz des Netzwerks gesteigert und die Latenzzeit verringert werden.
Sicherheit
Und lassen Sie uns die Sicherheit nicht vergessen. Subnetze können den Zugriff auf Netzwerkressourcen einschränken, indem sie diese in verschiedenen Subnetzen unterbringen und den Zugriff zwischen den Subnetzen beschränken.
Routing
Sie werden zur Steuerung des Netzwerk-Routings verwendet, indem der Verkehr zwischen verschiedenen Subnetzen über Router oder andere Netzwerkgeräte geleitet wird.
Geografisch verteilte Netzwerke
Subnetze werden verwendet, um getrennte Netzwerke für geografisch verteilte Standorte zu schaffen, die die Netzwerkleistung verbessern und die Latenzzeit für Remote-Benutzer reduzieren können.
Wie können VLAN und Subnetz zusammen verwendet werden?
Bis jetzt haben Sie gesehen, wie VLAN und Subnetz einzeln funktionieren.
was können sie leisten, wenn beide kombiniert werden?
Wenn VLANs und Subnetze zusammen verwendet werden, wird jedes VLAN einem bestimmten Subnetz zugewiesen. Dadurch können Geräte innerhalb desselben VLANs über denselben IP-Adressbereich und dieselbe Subnetzmaske miteinander kommunizieren.
Ein Netzwerkadministrator könnte z.B. ein VLAN für die Marketingabteilung einrichten und es einem bestimmten Subnetz zuweisen, z.B. 192.168.1.0/24.
Geräte innerhalb des Marketing-VLANs würden IP-Adressen im Bereich von 192.168.1.1 bis 192.168.1.254 und eine Subnetzmaske von 255.255.255.0 verwenden. Geräte in anderen VLANs würden anderen Subnetzen mit anderen IP-Adressbereichen und Subnetzmasken zugewiesen werden.
Dies ermöglicht Netzwerkadministratoren eine größere Flexibilität bei der Organisation von Geräten auf der Grundlage ihrer Funktion, ihres Standorts oder anderer Kriterien, was die Netzwerkverwaltung erheblich vereinfachen kann.
Anmerkung des Autors
Da die Technologie immer weiter voranschreitet, müssen Netzwerkingenieure mit den neuesten Entwicklungen Schritt halten und wissen, wie sie verschiedene Technologien wie Subnetze nutzen können, um die Leistung und Sicherheit ihres Netzwerks zu verbessern.
Ich hoffe, dass Sie diesen Artikel hilfreich fanden, um mehr über VLANs und Subnetze zu erfahren und darüber, wie sie zusammen eingesetzt werden können, um effizientere und sicherere Netzwerke zu schaffen.
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