Che cos’è una VLAN nell’IT e nel networking?

Le Virtual Local Area Network, o VLAN, sono un componente fondamentale della progettazione di rete e uno strumento prezioso per ottimizzare la segmentazione della rete e la sicurezza. Che tu sia un amministratore di rete che desidera approfondire le proprie competenze o un appassionato di tecnologia curioso di esplorare i dettagli delle VLAN, questo articolo ti offrirà una panoramica completa.

Definiremo cosa sono le VLAN, ne analizzeremo lo scopo principale ed esamineremo i numerosi vantaggi che offrono, per aiutarti a comprendere appieno l’importanza delle VLAN nel mondo dinamico del networking.

Cosa troverai in questo articolo:

• Che cos’è una VLAN?
• VLAN e LAN a confronto
• Come funziona una VLAN?
• A cosa servono le VLAN in una rete
• Tipi e varianti di VLAN
• Vantaggi delle VLAN
• Creazione e configurazione di una VLAN
• Esempio di implementazione di una VLAN

Che cos’è una VLAN?

Le Virtual Local Area Network, comunemente note come VLAN, sono un concetto fondamentale del networking moderno. In sostanza, una VLAN è una segmentazione logica, basata su software, di una rete fisica.

A differenza delle LAN tradizionali, in cui i dispositivi endpoint sono collegati fisicamente allo stesso segmento di rete, le VLAN permettono di creare reti virtuali isolate all’interno di un’unica infrastruttura di rete fisica. Ogni VLAN si comporta come una rete indipendente e autonoma, con le proprie regole, i propri criteri di sicurezza e i propri domini di broadcast.

Segmentazione logica della rete

Una VLAN (Virtual Local Area Network) è un modo per suddividere una rete in gruppi più piccoli.

Invece di collegare tutti i dispositivi a un’unica grande rete, le VLAN li raggruppano in base a criteri come reparto, ruolo o esigenze di sicurezza, anche se utilizzano la stessa rete fisica.

I dispositivi che appartengono alla stessa VLAN comunicano senza difficoltà, come se si trovassero sulla stessa rete. I dispositivi su VLAN diverse, invece, non possono comunicare direttamente, a meno che non siano previste regole specifiche.

Questa impostazione rende la rete più semplice da gestire, più sicura e consente di controllare il traffico, così tutto funziona in modo più fluido.

VLAN e LAN a confronto

La differenza principale tra VLAN e LAN tradizionali sta nella flessibilità. Le LAN fisiche richiedono cavi e hardware separati per ogni rete, il che le rende più difficili da modificare e può comportare uno spreco di risorse.

Le VLAN, invece, si configurano via software: puoi quindi modificarle o ampliarle facilmente senza aggiungere nuovo hardware. Inoltre non dipendono dalla posizione fisica dei dispositivi, che possono essere distribuiti in luoghi diversi e comportarsi comunque come se si trovassero sulla stessa rete.

Questa versatilità rende le VLAN uno strumento prezioso per gli amministratori di rete che vogliono ottimizzare gestione, sicurezza e prestazioni della rete in uno scenario digitale in continua evoluzione.

Che cos’è un trunk VLAN?

Un trunk VLAN è un collegamento di rete in grado di trasportare contemporaneamente più VLAN. Viene in genere stabilito tra dispositivi di rete (come switch o router) per far transitare il traffico di più VLAN su un’unica connessione fisica.

Che cos’è il VLAN tagging?

Il VLAN tagging è un metodo utilizzato per identificare e distinguere le diverse VLAN sulla stessa infrastruttura di rete fisica. Consiste nell’aggiungere una piccola quantità di metadati (vedi sotto) all’intestazione del frame Ethernet, per indicare a quale VLAN appartiene il frame.

Che cos’è un VLAN ID?

È un valore numerico assegnato a una VLAN per identificarla in modo univoco all’interno di una rete. Ogni VLAN è associata a uno specifico VLAN ID, un valore a 12 bit (da 1 a 4095) incorporato nel tag VLAN aggiunto all’intestazione del frame Ethernet.

Come funziona una VLAN?

Le VLAN suddividono un’unica rete fisica in più reti virtuali di dimensioni ridotte. I dispositivi che appartengono alla stessa VLAN comunicano liberamente tra loro, come se si trovassero sulla stessa rete fisica, e vengono raggruppati in base a fattori come ruolo, posizione o reparto.

Questa configurazione contribuisce anche a ridurre il traffico di rete, perché mantiene i messaggi broadcast all’interno di ciascuna VLAN invece di inviarli a tutta la rete. Limitando il traffico superfluo, le VLAN evitano la congestione e rendono la rete più efficiente.

Le porte trunk e il loro ruolo nella comunicazione tra VLAN

Per consentire la comunicazione tra VLAN e garantire che i dati passino senza interruzioni da una rete virtuale all’altra, gli switch di rete utilizzano porte speciali chiamate porte trunk. Le porte trunk sono le autostrade che trasportano i dati tra le VLAN. Vengono configurate per gestire il traffico di più VLAN, funzionando di fatto come multiplexer per la comunicazione inter-VLAN.

Aggiungendo a ogni pacchetto di dati un identificativo di VLAN (il cosiddetto tag VLAN), lo switch riconosce a quale VLAN appartiene il pacchetto e può instradarlo verso la VLAN di destinazione corretta. Le porte trunk sono indispensabili per collegare switch e router che servono più VLAN all’interno di una rete, creando un’infrastruttura di rete coerente e interconnessa.

Il routing inter-VLAN per far comunicare le VLAN tra loro

Le VLAN permettono di segmentare il traffico di rete, ma in alcuni casi i dispositivi che si trovano su VLAN diverse devono comunicare tra loro. È qui che entra in gioco il routing inter-VLAN, che consente ai dati di passare da una VLAN all’altra grazie a router o switch di livello 3.

Questi dispositivi fungono da gateway tra le VLAN e permettono di instradare i pacchetti di dati tra reti virtuali diverse. Controllando il flusso di traffico tra le VLAN, gli amministratori di rete possono applicare criteri di sicurezza, controlli di accesso e regole di Quality of Service (QoS), garantendo che la comunicazione tra VLAN sia sicura ed efficiente.

A cosa servono le VLAN in una rete

Le VLAN hanno diverse funzioni importanti all’interno di una rete. Migliorano la sicurezza mantenendo separati i dati sensibili, semplificano la gestione della rete limitando il traffico superfluo e consentono una progettazione e una crescita più flessibili.

Suddividendo il traffico di rete in gruppi più piccoli e controllati, le VLAN aiutano a costruire reti più sicure, più efficienti e più facili da adattare alle esigenze delle aziende moderne.

Isolare i dati sensibili e creare segmenti di rete sicuri

Uno degli scopi principali delle VLAN è migliorare la sicurezza della rete tenendo separati i dati sensibili. I dispositivi vengono raggruppati in VLAN diverse in base al ruolo o alle esigenze di sicurezza, così i sistemi critici restano isolati da quelli meno protetti.

Ad esempio, la rete del reparto finanziario può essere separata da quella riservata agli ospiti, riducendo il rischio di accessi non autorizzati ai dati riservati. Questa separazione limita il rischio di violazioni e restringe la porzione di rete che un attaccante può raggiungere.

Semplificare l’amministrazione della rete e ridurre i domini di broadcast

Le VLAN hanno un ruolo decisivo nel semplificare la gestione della rete e nell’ottimizzarne le prestazioni. Le LAN tradizionali sono spesso soggette a broadcast storm, che si verificano quando il traffico broadcast invade la rete e ne degrada le prestazioni. Isolando i domini di broadcast all’interno di ciascuna VLAN, questi problemi restano circoscritti, con meno congestione e una maggiore efficienza complessiva. Inoltre, gli amministratori di rete possono definire e applicare criteri, come le regole di Quality of Service (QoS) e i controlli di accesso, in modo più efficace all’interno di ogni VLAN, adattando la gestione della rete alle esigenze specifiche di ciascun segmento. Questo controllo capillare semplifica l’amministrazione della rete e migliora l’esperienza dell’utente.

Flessibilità nella progettazione e nell’espansione della rete

Le VLAN offrono una flessibilità notevole nella progettazione e nell’espansione della rete. A differenza delle LAN tradizionali, che richiedono interventi importanti sull’infrastruttura fisica per crescere o essere riconfigurate, le VLAN sono definite esclusivamente via software. Questo significa che gli architetti di rete possono adattare ed estendere facilmente la struttura della rete senza dover investire in hardware aggiuntivo. Che si tratti di aggiungere nuovi reparti, integrare dipendenti da remoto o rispondere a cambiamenti nelle esigenze di business, le VLAN permettono di scalare e riprogettare l’infrastruttura di rete in modo rapido ed economico.

Tipi e varianti di VLAN

Conoscere le diverse configurazioni VLAN e i loro ruoli specifici è essenziale per progettare e mantenere una rete solida ed efficiente, capace di rispondere alle esigenze di applicazioni e dispositivi molto diversi tra loro.

VLAN basate sulle porte e VLAN basate sui tag

Esistono due tipi principali di VLAN: quelle basate sulle porte e quelle basate sui tag.

Le VLAN basate sulle porte assegnano ogni porta fisica di uno switch di rete a una VLAN specifica: qualsiasi dispositivo collegato a quella porta appartiene quindi a quella VLAN. Si tratta di un metodo semplice, usato spesso nelle reti di piccole dimensioni.

Le VLAN basate sui tag funzionano in modo diverso: aggiungono a ogni pacchetto di dati un tag, secondo uno standard come 802.1Q, per indicare a quale VLAN appartiene. In questo modo più VLAN possono condividere la stessa porta fisica, sfruttando meglio le risorse di rete. Le VLAN basate sui tag sono più flessibili e vengono generalmente utilizzate in reti più grandi o complesse.

Voice VLAN per dare priorità al traffico VoIP

Le Voice VLAN sono configurazioni specializzate pensate per ottimizzare il traffico Voice over Internet Protocol (VoIP) all’interno di una rete. Nei sistemi VoIP è fondamentale garantire una comunicazione in tempo reale di alta qualità. Le Voice VLAN danno priorità al traffico voce e lo separano dal traffico dati, assicurando una comunicazione vocale costante e a bassa latenza. Dispositivi come telefoni IP o gateway VoIP vengono in genere inseriti in una Voice VLAN, configurata con le impostazioni di Quality of Service (QoS) necessarie a garantire comunicazioni vocali affidabili.

Management VLAN per l’amministrazione della rete

Le Management VLAN sono segmenti dedicati alle attività di amministrazione della rete. Queste VLAN sono progettate per separare il traffico di gestione della rete, come l’accesso ai dispositivi per configurazione, monitoraggio e manutenzione. Isolando il traffico di gestione in una VLAN dedicata, gli amministratori possono aumentare la sicurezza, ridurre al minimo il rischio di accessi non autorizzati e dare priorità alle operazioni di gestione della rete, garantendone il funzionamento efficiente.

Default VLAN e Native VLAN

La Default VLAN è un concetto fondamentale nella configurazione delle VLAN ed è solitamente identificata come “VLAN 1”. In molti casi i dispositivi vengono inseriti automaticamente nella Default VLAN quando non sono assegnati in modo esplicito a una VLAN specifica. È importante ricordare che la VLAN 1 ha un significato particolare e va gestita con attenzione per evitare potenziali vulnerabilità di sicurezza.

La Native VLAN, invece, è un elemento critico delle VLAN basate sui tag. È la LAN virtuale che trasporta il traffico senza tag tra gli switch in una configurazione VLAN con tagging. Questo traffico non taggato comprende spesso il traffico di controllo e gestione tra gli switch: la Native VLAN deve quindi essere coerente su tutti i dispositivi interconnessi, per garantire una comunicazione corretta tra di essi.

Vantaggi delle VLAN

Le Virtual Local Area Network (VLAN) offrono un’ampia gamma di vantaggi che le rendono uno strumento indispensabile nella progettazione e amministrazione delle reti moderne. Ecco alcuni dei principali punti di forza delle VLAN:

• Maggiore sicurezza della rete

Le VLAN sono uno strumento efficace per isolare i dati sensibili e proteggere i segmenti di rete. Separando logicamente i dispositivi in VLAN distinte, le organizzazioni possono controllare gli accessi e impedire a utenti non autorizzati di infiltrarsi nelle parti critiche della rete. Questo ulteriore livello di sicurezza riduce il rischio di violazioni dei dati e migliora la protezione complessiva della rete.

• Prestazioni di rete ottimizzate

Le VLAN semplificano l’amministrazione della rete riducendo i domini di broadcast. Le LAN tradizionali possono essere soggette a broadcast storm, che congestionano la rete e ne peggiorano le prestazioni. Isolando i domini di broadcast all’interno delle VLAN, il problema resta circoscritto, con una gestione del traffico più efficiente e prestazioni migliori.

• Gestione del traffico migliorata

Le VLAN consentono agli amministratori di rete di definire e applicare regole di Quality of Service (QoS), controlli di accesso e criteri di routing specifici per ciascuna VLAN. Questo controllo granulare permette di dare priorità al traffico critico, garantendo che dati importanti, come voce o video, ricevano la banda necessaria e una bassa latenza per comunicazioni affidabili.

• Utilizzo efficiente delle risorse

Le VLAN aiutano le organizzazioni a sfruttare in modo più efficiente le risorse di rete. Invece di richiedere infrastrutture di rete fisiche separate per reparti o funzioni diverse, le VLAN permettono a più reti virtuali di coesistere sulla stessa infrastruttura fisica. Questa versatilità riduce i costi hardware e semplifica il monitoraggio e la gestione della rete.

• Scalabilità e flessibilità

Le VLAN sono estremamente adattabili e facilmente scalabili. Gli architetti di rete possono creare nuove VLAN o riconfigurare quelle esistenti senza dover apportare modifiche significative all’infrastruttura fisica. Questa flessibilità è particolarmente vantaggiosa negli ambienti di business dinamici, dove le reti devono evolversi rapidamente per rispondere a cambiamenti nella domanda o nell’organizzazione.

• Isolamento dei dispositivi problematici

Le VLAN permettono agli amministratori di rete di isolare i dispositivi problematici, riducendo l’impatto dei problemi di rete. Se un dispositivo all’interno di una VLAN presenta malfunzionamenti o comportamenti malevoli, non influirà sulle prestazioni delle altre VLAN, garantendo maggiore stabilità e affidabilità della rete.

• Supporto efficace al multi-tenancy

Nei casi in cui più organizzazioni o clienti condividono la stessa infrastruttura di rete fisica, le VLAN possono essere utilizzate per creare reti virtuali separate per ciascuna entità. Questo approccio favorisce un multi-tenancy sicuro e garantisce che i dati di ogni entità restino privati e isolati.

• Gestione della rete semplificata

Le VLAN semplificano la gestione della rete raggruppando logicamente i dispositivi in base al loro ruolo, il che rende più semplice applicare criteri e configurazioni di rete coerenti. Questa semplificazione riduce la complessità dell’amministrazione di rete e abbassa il rischio di errori di configurazione.

Creazione e configurazione di una VLAN

Creare e configurare una VLAN può essere un’attività decisiva per gestire la sicurezza e le prestazioni della rete. Ecco una breve guida su come procedere:

Passaggio 1: individua i requisiti della VLAN
Prima di iniziare a configurare una VLAN, individua le esigenze e gli obiettivi specifici della tua segmentazione di rete. Valuta quali dispositivi o gruppi di dispositivi devono essere isolati o raggruppati. Stabilisci se ti servono VLAN separate per sicurezza, gestione del traffico o altre finalità.
Passaggio 2: accedi agli apparati di rete
Accedi agli apparati di rete, come switch, router o switch di livello 3, che userai per configurare le VLAN. Assicurati di disporre dei privilegi di amministratore su questi dispositivi.
Passaggio 3: crea le VLAN

1. Accedi all’interfaccia di gestione del dispositivo di rete.
2. Vai alla sezione di configurazione delle VLAN, che di solito si trova nelle impostazioni o nel menu di amministrazione del dispositivo.
3. Crea nuove VLAN specificando per ciascuna un VLAN ID univoco e un nome o una descrizione significativi. I VLAN ID sono in genere numeri e devono essere univoci per ogni VLAN della rete.

Passaggio 4: assegna le porte alle VLAN

1. Dopo aver creato le VLAN, assegna a ciascuna le porte dello switch pertinenti.
2. Seleziona le porte dello switch da includere in una determinata VLAN e associale al VLAN ID corrispondente.
3. Salva le modifiche per applicare la configurazione.

Passaggio 5: configura le porte trunk (se necessario)
Se utilizzi VLAN basate sui tag e devi collegare gli switch tra loro, configura le porte trunk per trasportare il traffico taggato da uno switch all’altro. Assicurati di definire la stessa Native VLAN sui dispositivi interconnessi, così da consentire una comunicazione corretta.
Passaggio 6: implementa il routing inter-VLAN (se necessario)
Per consentire la comunicazione tra LAN virtuali diverse, configura il routing inter-VLAN sul router o sullo switch di livello 3. Questo comporta la creazione di sottointerfacce per ogni VLAN sul router e l’assegnazione di indirizzi IP a ciascuna di esse. Configura poi le regole di routing per indirizzare il traffico tra queste sottointerfacce.
Passaggio 7: testa e monitora

1. Verifica la configurazione VLAN per accertarti che i dispositivi della stessa VLAN comunichino tra loro e che l’isolamento del traffico funzioni come previsto.
2. Monitora la rete e utilizza strumenti come un software di gestione della rete per tenere sotto controllo le prestazioni delle VLAN e intervenire su eventuali problemi.

Passaggio 8: documenta la configurazione
Mantieni una documentazione chiara della configurazione VLAN, con VLAN ID, descrizioni, porte assegnate e tutti gli indirizzi IP rilevanti. Questa documentazione sarà preziosa per la risoluzione dei problemi e per la gestione futura.
Passaggio 9: rivedi e aggiorna con regolarità
Rivedi periodicamente la configurazione VLAN per assicurarti che risponda alle esigenze in evoluzione della tua rete. Man mano che la tua organizzazione cresce o cambia, potresti dover aggiungere, modificare o rimuovere VLAN.

Esempio di implementazione VLAN (segmentazione di una rete enterprise)

In questo esempio vedremo come configurare le VLAN per segmentare la rete di un’azienda. L’azienda, Example Corporation, ha tre reparti: Vendite, Marketing e Ricerca e sviluppo. L’obiettivo è segmentare la rete per migliorare la sicurezza e ottimizzare le prestazioni.

Per una guida visiva alle best practice di segmentazione della rete, guarda il nostro video: Best practice per la segmentazione della rete.

Procedura passo dopo passo:

Passaggio 1: individua i requisiti delle VLAN

1. Determina le VLAN necessarie: Vendite, Marketing e Ricerca e sviluppo.
2. Assegna VLAN ID univoci (ad esempio VLAN 10, VLAN 20, VLAN 30) e una descrizione a ciascuna VLAN.

Passaggio 2: accedi agli apparati di rete
Accedi allo switch core dell’azienda, il dispositivo di rete centrale che gestisce le VLAN.
Passaggio 3: crea le VLAN

1. Vai alla sezione di configurazione delle VLAN sullo switch core.
2. Crea le VLAN come segue:

• VLAN 10: Vendite
• VLAN 20: Marketing
• VLAN 30: Ricerca e sviluppo
• Salva le modifiche.

Passaggio 4: assegna le porte alle VLAN

1. Associa le porte dello switch utilizzate da ciascun reparto alle rispettive VLAN:

• Porte 1-12: Vendite (VLAN 10)
• Porte 13-24: Marketing (VLAN 20)
• Porte 25-36: Ricerca e sviluppo (VLAN 30)
• Salva le modifiche.

Passaggio 5: configura le porte trunk (se necessario)

1. Se hai più switch e devi collegarli tra loro, configura le porte trunk per trasportare il traffico taggato da uno switch all’altro.
2. Assicurati che la Native VLAN sia coerente su tutti i dispositivi interconnessi.

Passaggio 6: implementa il routing inter-VLAN (se necessario)

1. 1. Sul router o sullo switch di livello 3, crea una sottointerfaccia per ogni VLAN.
   2. Assegna gli indirizzi IP a queste sottointerfacce, ad esempio 192.168.10.1 per Vendite, 192.168.20.1 per Marketing e 192.168.30.1 per Ricerca e sviluppo.

1. Configura le regole di routing per abilitare il traffico tra queste sottointerfacce.

Passaggio 7: testa e monitora

1. Verifica che i dispositivi della VLAN di uno stesso reparto comunichino tra loro ma restino isolati dalle altre VLAN.
2. Monitora le prestazioni della rete e verifica che ogni VLAN funzioni in modo efficiente, senza interferenze.

Come verificare l’isolamento e l’efficienza delle VLAN

Per dimostrare come le VLAN isolano il traffico e migliorano l’efficienza della rete:

Collega un dispositivo del reparto Vendite a una porta della VLAN 10 e un altro dispositivo del reparto Marketing a una porta della VLAN 20. Prova a far comunicare i due dispositivi: noterai che la comunicazione all’interno della stessa VLAN funziona, mentre il traffico tra VLAN diverse viene bloccato. È proprio l’isolamento garantito dalle VLAN.

Genera un traffico di rete intenso su una VLAN (ad esempio quella del Marketing). Osserverai che questo traffico non influisce sui dispositivi delle altre VLAN: una dimostrazione di come le VLAN riducano i domini di broadcast ed evitino la congestione.

Se hai configurato il routing inter-VLAN, verifica di poter raggiungere le sottointerfacce del router VLAN (ad esempio 192.168.10.1, 192.168.20.1) dai dispositivi delle rispettive VLAN: così confermi la possibilità di instradare il traffico tra VLAN quando serve.

Implementando le VLAN come descritto in questo scenario, i sysadmin di Example Corporation possono migliorare sensibilmente la sicurezza e l’efficienza della rete, mantenendo separato il traffico di ciascun reparto e ottimizzando le prestazioni, per un’infrastruttura di rete più solida e organizzata.

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Guarda la video guida Che cos’è una VLAN nell’IT e nel networking? [Video].