スイッチング

VLAN（仮想LAN）の基礎知識 — ネットワーク分割の仕組みを完全解説

ネットワーク VLAN スイッチング

VLAN（仮想LAN）の基礎知識
ネットワーク分割の仕組みを完全解説

VLANは物理的なネットワーク構成に依存せず、論理的にネットワークを分割する技術です。
ネットワークスペシャリスト試験でも頻出のテーマを、基本から実践的な設定まで解説します。

こんな人向けの記事です

  • VLANの仕組みを基礎から理解したい
  • ネットワークスペシャリスト試験の対策をしたい
  • タグVLAN・アクセスポートの違いを知りたい

Step 1VLANとは何か

VLAN（Virtual LAN）は、1台の物理スイッチを複数の論理的なネットワークに分割する技術です。同じスイッチに接続されていても、異なるVLANに属する端末同士は直接通信できません。

VLANの主なメリット
セキュリティ向上：部門ごとにネットワークを分離し、不正アクセスを防止
ブロードキャスト制御：ブロードキャストドメインを縮小し、ネットワーク負荷を軽減
柔軟な構成：物理的な配置に関係なく、論理的にグループ化が可能
物理スイッチ 1台
↓
VLAN 10: 営業部
VLAN 20: 開発部
VLAN 30: 管理部
↓
論理的に分離された3つのネットワーク

Step 2VLANの種類

種類分類方法特徴
ポートベースVLANスイッチのポート番号最も一般的。ポートごとにVLANを割り当て
MACベースVLAN端末のMACアドレス端末の接続ポートが変わってもVLANが維持される
プロトコルベースVLANL3プロトコルIPやIPXなどプロトコル種別で分離
タグベースVLANIEEE 802.1Qタグスイッチ間でVLAN情報を伝達
試験のポイント
ネットワークスペシャリスト試験ではポートベースVLANとタグベースVLAN（802.1Q）が最も出題されます。この2つの違いを確実に理解しましょう。

Step 3アクセスポートとトランクポート

項目アクセスポートトランクポート
所属VLAN1つのVLANのみ複数のVLANを通過
タグタグなし（untagged）タグあり（tagged）
接続先PC、サーバーなどの端末スイッチ間、ルータ接続
用途エンドユーザーの接続VLAN情報のスイッチ間伝達
Cisco IOS 設定例 
# アクセスポートの設定（ポート1をVLAN 10に割り当て）
interface FastEthernet0/1
  switchport mode access
  switchport access vlan 10

# トランクポートの設定（ポート24をトランクに）
interface FastEthernet0/24
  switchport mode trunk
  switchport trunk allowed vlan 10,20,30

Step 4IEEE 802.1Qタグ

802.1Qは、イーサネットフレームにVLAN識別用のタグを挿入する標準規格です。タグは4バイトで構成されます。

802.1Q タグフレーム構造 
通常のイーサネットフレーム:
| 宛先MAC | 送信元MAC | タイプ | データ | FCS |

802.1Q タグ付きフレーム:
| 宛先MAC | 送信元MAC | 802.1Qタグ(4B) | タイプ | データ | FCS |

802.1Qタグの内訳（4バイト）:
| TPID (2B): 0x8100 | PCP (3bit) | DEI (1bit) | VID (12bit) |

VID = VLAN ID（0〜4095、有効範囲は1〜4094）
ネイティブVLAN
トランクポートにはネイティブVLAN（デフォルトはVLAN 1）が設定されます。ネイティブVLANのフレームはタグなしで送信されます。セキュリティ上、ネイティブVLANをデフォルトのVLAN 1から変更することが推奨されます。

Step 5VLAN間ルーティング

異なるVLANに属する端末が通信するには、L3デバイス（ルータまたはL3スイッチ）によるルーティングが必要です。

方法1: ルータ・オン・ア・スティック

1本の物理リンクでサブインターフェースを使い、複数VLANのルーティングを行います。

ルータ設定例 
# サブインターフェースでVLAN間ルーティング
interface GigabitEthernet0/0.10
  encapsulation dot1Q 10
  ip address 192.168.10.1 255.255.255.0

interface GigabitEthernet0/0.20
  encapsulation dot1Q 20
  ip address 192.168.20.1 255.255.255.0

方法2: L3スイッチ（SVI）

L3スイッチのSVI（Switch Virtual Interface）を使う方法が、高速で一般的です。

L3スイッチ設定例 
# SVIでVLAN間ルーティング
ip routing

interface Vlan10
  ip address 192.168.10.1 255.255.255.0

interface Vlan20
  ip address 192.168.20.1 255.255.255.0
試験のポイント
ネットワークスペシャリスト試験では、L3スイッチによるVLAN間ルーティングの構成がよく出題されます。SVIのIPアドレスが各VLANのデフォルトゲートウェイになることを理解しましょう。

Step 6VLANの設計ポイント

設計項目推奨事項
VLAN ID管理命名規則を決め、VLAN ID一覧表を作成する
ネイティブVLANVLAN 1以外に変更し、不要なトラフィックを排除
未使用ポート使用しないVLANに割り当て、セキュリティを確保
トランクの制限allowed vlanで必要なVLANのみ通過を許可
IPアドレス設計VLANごとにサブネットを割り当て（例: VLAN10=192.168.10.0/24）

まとめ

  • VLANは物理スイッチを論理的に分割する技術
  • アクセスポート（端末接続）とトランクポート（スイッチ間）の違いを理解
  • 802.1QタグでVLAN IDを識別（12bit = 最大4094）
  • VLAN間通信にはL3デバイス（ルータ or L3スイッチ）が必要
  • L3スイッチのSVIによるルーティングが主流
  • ネイティブVLANの変更やトランクの制限がセキュリティ上重要

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