Uma VLAN, ou Virtual Local Area Network, é uma funcionalidade utilizada em projeto de rede que permite a segmentação lógica (virtual) de uma rede física em grupos virtuais independentes (LAN). Esses grupos podem incluir dispositivos de diferentes localizações físicas, mas que compartilham características semelhantes ou que precisam de políticas de segurança específicas. A principal vantagem das VLANs é a capacidade de criar segmentos de rede lógicos, independentemente da topologia física.
Como funcionam as VLANs?
Em uma rede tradicional, os dispositivos estão conectados a um switch físico ou access point que faz a comunicação entre eles, como em nosso ambiente doméstico (considerando as pessoas comuns que não tem firewalls, VLANs e switches L3 em casa). Com VLANs, o switch é configurado para criar grupos virtuais distintos, e os dispositivos são atribuídos a esses grupos com base em critérios específicos, como departamento, função ou projeto. Isso significa que os dispositivos em uma VLAN podem se comunicar entre si como se estivessem fisicamente conectados. Podemos ilustrar esta situação como na figura a seguir.
Benefícios das VLANs:
Segurança
As VLANs proporcionam um nível adicional de segurança, isolando o acesso e tráfego entre diferentes grupos de dispositivos. Isso ajuda a evitar o acesso não autorizado a segmentos específicos da rede (por exemplo que uma pessoa do departamento financeiro tenha acesso a informações de engenharia e vice-versa);
Desempenho
A segmentação de tráfego reduz a carga de broadcast na rede, melhorando o desempenho geral da comunicação. Os dispositivos em uma VLAN não recebem tráfego de broadcast de outras VLANs, resultando em uma rede mais eficiente (menos tráfego, menos uso de CPU e memória e menores tempos de respotas);
Flexibilidade
As VLANs oferecem flexibilidade na organização da rede, permitindo adaptações rápidas às mudanças na estrutura organizacional ou nos requisitos de segurança sem que sejam necessárias reestruturações físicas da rede. Como exemplo podemos citar a mudança física da sala de um departamento para outro local ou andar. Neste caso, basta reconfigurar as VLANs para o novo local e nenhuma mudança física se faz necessária;
Gerenciamento simplificado
Ao agrupar dispositivos com necessidades semelhantes em VLANs, o gerenciamento de rede torna-se mais simples. Políticas de segurança, configurações e atualizações podem ser aplicadas de forma direcionada.
Implementação de VLANs:
A implementação prática de VLANs envolve a configuração dos switches de rede para reconhecer e encaminhar o tráfego entre as diferentes LANs. Neste momento já estamos falando de switches com funcionalidades Layer 3 (para o roteamento) ou Layer 2 (apenas para divisão em VLANs).
A configuração pode ter diversas variações, entre elas:
- VLANs estáticas: diferentes LANs são configuradas por portas de switches;
- VLANs dinâmicas: configuradas com referência ao dispositivo (uma tabela de VLAN-MAC);
- VLANs por protocolo: define LANs específicas para o tráfego de determinado protocolo.
VLAN
As VLANs são uma ferramenta poderosa para administradores de rede que buscam otimizar o desempenho, melhorar a segurança e simplificar o gerenciamento de redes. Ao criar segmentos lógicos em uma rede física, as VLANs oferecem flexibilidade e controle, permitindo que empresas atendam melhor às suas necessidades específicas com segurança menor esforço de estrutura física. A medida que a conectividade aumenta, a compreensão e a implementação eficaz de VLANs tornam-se cada vez mais necessárias para garantir a eficiência e a segurança dos ambientes de rede.
Quando falamos de VLANs em PROFINET estaremos usando as camadas superiores para troca de dados, uma vez que a troca de dados cíclica em si entre controladores e dispositivos não faz uso de VLANs, mas sim troca dados sem este tipo de segmentação.
Material complementar
Durante a elaboração deste texto me deparei com um material interesse que encontrei nos fóruns da Siemens. Nesta discussão clientes apresentavam dúvidas quanto a implementação de VLANs e PROFINET. Vale e leitura!
