広域網でも活躍するバーチャルLAN

高機能なLANスイッチは，「バーチャルLAN」（VLAN）機能を持っています。これは，各端末がLANスイッチに直接つながっていても，異なる複数のLANであるかのように，LANスイッチに接続した端末をグループ化する機能です。

　VLAN機能を使うと，あるVLANに所属する端末は，同じVLANの端末とは通信できますが，異なるVLANに所属する端末とは通信できなくなります。こうした特徴からVLANは，セキュリティの確保やLANを分割してアドレスを管理するためなどに利用されます。VLANは，イーサネットのほかFDDIなど各種LANでも設定できます。今回はイーサネットで利用する場合だけを見ていきます。

LANスイッチ1台ポート単位にグループ化
　一般的に，VLANはLANスイッチのポートごとに端末をグループ化します。例えば，ポート①～④を備えたLANスイッチで，ポート①と②にグループ番号「1」を，ポート③と④に「2」を割り当てれば，グループ1と２の二つのVLANを設定できます（図１）。

図１　LANスイッチのポート単位でVLANを設定

　ポート単位でVLANを設定する方法は，1台のLANスイッチなら簡単ですが，複数のLANスイッチになると利用しにくくなります。LANスイッチ間で設定したVLANの数だけ，LANスイッチのポート間をケーブルで接続する必要があるからです。LANスイッチで多くのポートを使用するため，大きなスイッチが必要となり，ケーブルを敷設する手間もかかります。
　この問題を解決するために，1本のケーブルで接続してもLANスイッチをまたいでVLANを識別する方法が考えられました。VLANのグループ番号に対応付けしたタグ情報をMACフレームに付加することで実現する方法です。このようなタグ情報を付加したMACフレームを「タグ付きMACフレーム」と呼び，IEEE802.1Qで標準化されています。

設定できるVLANの数は最大4094個
　タグ付きMACフレームは，基本MACフレームに4バイトの「タグ・ヘッダー」を追加したフレームです（図２）。この4バイトのタグ・ヘッダーのうち先頭の2バイトは，付加したタグのプロトコルを指定する「TPID」のフィールドです。

図２　タグ付きMACフレームを使ってVLANを構成

　TPIDに続く2バイトのフィールドは，タグ情報の本体となる「TCI」です。VLANのグループ番号は，このTCIのうち5ビットから16ビットまでの12ビット長のフィールド「VID」で識別します。VIDには，0～4095までの値のいずれかを指定しますが，実際にVLANのグループ番号として利用する値は。1～4094までの4094個です。

WANでの用途はベンダー独自技術で対応
　タグ付きMACフレームを使うことで最大4094個のVLANを設定できます。通常の構内に閉じたLANでは，4094個で十分です。しかし、最近のブロードバンド化の動きの中で，イーサネット技術はWANにも進出してきました。中でも広域イーサネット・サービスは，ユーザーごとにVLANを割り当てることでVPNを実現しています。この場合，ユーザーが増えると4094個では不足することになります。
　そこで，一部のスイッチ・ベンダーでは。二つのVLANタグを重ねて最大で約1600万個のVLANを識別するなど、VLANタグを拡張する独自機能をサポートし始めています。

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