تفاوت VLAN و Subnet چیست؟

در دنیای شبکه‌های کامپیوتری و صنعتی، مفاهیم VLAN (Virtual Local Area Network) و Subnet (زیربخش شبکه) بسیار رایج و کاربردی هستند. هر دو ابزارهایی برای تقسیم‌بندی و مدیریت بهتر شبکه محسوب می‌شوند، اما عملکرد، اهداف و کاربردهای آن‌ها با یکدیگر تفاوت دارد. بسیاری از مدیران شبکه در پروژه‌های سازمانی و صنعتی با این سؤال مواجه می‌شوند که تفاوت VLAN و Subnet چیست و در چه شرایطی باید از هر یک استفاده کرد. در این مقاله به صورت جامع و گام به گام به بررسی این موضوع پرداخته و نکات کلیدی در طراحی شبکه پایدار و ایمن را توضیح خواهیم داد. همچنین تلاش می‌کنیم با ذکر مثال‌های واقعی از محیط‌های صنعتی و سازمانی، دید بهتری نسبت به اهمیت استفاده همزمان از VLAN و Subnet ایجاد کنیم.

VLAN چیست؟

VLAN یا شبکه محلی مجازی، یک فناوری در لایه دوم (Data Link Layer) مدل OSI است که امکان تقسیم‌بندی منطقی شبکه فیزیکی به چندین شبکه مجازی را فراهم می‌کند. این تقسیم‌بندی با استفاده از سوئیچ‌های مدیریتی و پورت‌های آن‌ها انجام می‌شود و باعث می‌گردد که هر گروه کاری یا بخشی از سازمان بدون نیاز به سخت‌افزار مجزا، یک Broadcast Domain اختصاصی داشته باشد.

ویژگی‌های VLAN

• ایجاد چندین شبکه مجازی روی یک بستر فیزیکی واحد.
• کاهش ترافیک Broadcast و جلوگیری از ازدحام در شبکه.
• افزایش امنیت از طریق جداسازی گروه‌های کاری و جلوگیری از دسترسی غیرمجاز.
• مدیریت ساده‌تر منابع شبکه و امکان تغییرات سریع بدون نیاز به سیم‌کشی جدید.
• انعطاف‌پذیری در طراحی شبکه و پیاده‌سازی توپولوژی‌های متنوع.

مثال کاربردی VLAN

فرض کنید در یک کارخانه صنعتی، بخش‌های تولید، اداری و کنترل کیفیت از یک زیرساخت شبکه استفاده می‌کنند. بدون VLAN، تمام دستگاه‌ها در یک Broadcast Domain قرار می‌گیرند و ممکن است ترافیک غیرضروری باعث کندی ارتباط شود. اما با استفاده از VLAN، می‌توان برای هر بخش یک VLAN مجزا تعریف کرد تا ترافیک، مدیریت و امنیت آن‌ها از یکدیگر جدا شود. در این حالت، مهندسان بخش کنترل می‌توانند تنها به داده‌های مربوط به PLCها دسترسی داشته باشند، در حالی که کارکنان بخش اداری فقط به سیستم‌های مالی و منابع انسانی متصل خواهند بود.

Subnet چیست؟

Subnet یا زیربخش شبکه، به معنای تقسیم یک شبکه IP بزرگ به چندین بخش کوچک‌تر است. این فرآیند در لایه سوم (Network Layer) مدل OSI انجام می‌شود و هدف اصلی آن مدیریت بهتر آدرس‌دهی و کنترل ترافیک شبکه است. در واقع، Subnet به مدیران شبکه کمک می‌کند تا آدرس‌های IP را به شکل بهینه‌تر تخصیص دهند و از هدررفت منابع جلوگیری کنند.

ویژگی‌های Subnet

• تقسیم آدرس‌های IP به شبکه‌های کوچک‌تر و کارآمدتر.
• افزایش بهره‌وری در استفاده از آدرس‌های IP به ویژه در سازمان‌های بزرگ.
• بهبود امنیت و کنترل جریان داده‌ها از طریق مسیریابی مشخص‌تر.
• کاهش بار روی شبکه‌های بزرگ با تفکیک آدرس‌دهی.
• امکان تعریف سیاست‌های امنیتی متفاوت برای هر Subnet.

مثال کاربردی Subnet

فرض کنید یک سازمان دارای آدرس شبکه ۱۹۲.۱۶۸.۰.۰/۲۴ است. با Subnetting می‌توان این شبکه را به چند بخش کوچک‌تر مانند ۱۹۲.۱۶۸.۰.۰/۲۶ و ۱۹۲.۱۶۸.۰.۶۴/۲۶ تقسیم کرد و برای هر بخش دپارتمان خاصی اختصاص داد. به این ترتیب، بخش IT، بخش مالی و بخش منابع انسانی هر کدام یک محدوده IP مجزا خواهند داشت که مدیریت آن‌ها آسان‌تر و امنیت بالاتر خواهد بود.

تفاوت‌های کلیدی VLAN و Subnet

لایه کاری در مدل OSI

• VLAN: در لایه دوم (Data Link) فعالیت می‌کند.
• Subnet: در لایه سوم (Network) قرار دارد.

نوع تقسیم‌بندی

• VLAN: تقسیم‌بندی مبتنی بر پورت‌ها و سوئیچ‌ها است.
• Subnet: تقسیم‌بندی بر اساس آدرس‌های IP انجام می‌شود.

امنیت

• VLAN: امکان جداسازی منطقی کاربران و دستگاه‌ها در یک بستر مشترک را فراهم می‌کند.
• Subnet: امنیت از طریق مدیریت آدرس‌دهی و کنترل جریان داده‌ها ایجاد می‌شود.

کاربرد

• VLAN: بیشتر در سازمان‌ها و صنایع برای جداسازی گروه‌های کاری و جلوگیری از تداخل داده‌ها استفاده می‌شود.
• Subnet: بیشتر برای مدیریت بهینه آدرس‌دهی، تخصیص منابع و مسیریابی داده‌ها کاربرد دارد.

مقیاس‌پذیری

• VLAN: مقیاس‌پذیری خوبی در سطح محلی و سازمانی دارد و می‌تواند تعداد زیادی دستگاه را در یک شبکه مجازی مدیریت کند.
• Subnet: در پروژه‌های بزرگ و گسترده با نیاز به مدیریت آدرس‌های متعدد، کارایی بیشتری دارد و امکان طراحی ساختار شبکه سلسله مراتبی را فراهم می‌کند.

نقش VLAN و Subnet در شبکه‌های صنعتی

در شبکه‌های صنعتی که تجهیزات متعددی از برندهای مختلف مانند موگزا (Moxa)، پلنت (Planet) و اورینگ (Oring) استفاده می‌شوند، VLAN و Subnet هر دو اهمیت ویژه‌ای دارند. برای مثال، در یک نیروگاه یا خط تولید خودکار:

• با استفاده از VLAN می‌توان شبکه کنترل (PLCها) را از شبکه نظارت (SCADA) جدا کرد و امنیت بیشتری برای تبادل داده‌های حیاتی ایجاد نمود.
• با استفاده از Subnet می‌توان آدرس‌دهی مناسبی برای هر بخش تعریف کرد تا مسیریابی داده‌ها ساده‌تر و سریع‌تر انجام شود و ترافیک غیرضروری در شبکه کاهش یابد.

علاوه بر این، در پروژه‌های بزرگ صنعتی، ترکیب VLAN و Subnet موجب افزایش قابلیت اطمینان و کاهش ریسک حملات داخلی می‌شود. به عنوان مثال، در شبکه‌های نفت و گاز، داده‌های مربوط به سنسورها در یک VLAN مجزا قرار می‌گیرد و در عین حال، Subnet خاصی برای آدرس‌دهی آن‌ها اختصاص داده می‌شود تا امکان کنترل دقیق‌تر فراهم شود.

مزایای ترکیب VLAN و Subnet

یکی از نکات مهم در طراحی شبکه، استفاده همزمان از VLAN و Subnet است. این ترکیب مزایای زیر را به همراه دارد:

• بهینه‌سازی مصرف منابع: VLAN برای جداسازی منطقی و Subnet برای آدرس‌دهی کارآمد.
• امنیت دو لایه: ترکیب VLAN و Subnet موجب کاهش خطر حملات سایبری داخلی و جلوگیری از گسترش بدافزارها می‌شود.
• مدیریت ساده‌تر: تقسیم‌بندی بهتر شبکه امکان مدیریت سریع‌تر مشکلات را فراهم می‌کند و خطایابی شبکه را ساده‌تر می‌سازد.
• انعطاف‌پذیری در طراحی: امکان گسترش و تغییر سریع ساختار شبکه بدون نیاز به تغییرات سخت‌افزاری گسترده.

چالش‌های استفاده از VLAN و Subnet

هرچند VLAN و Subnet ابزارهای قدرتمندی هستند، اما چالش‌هایی نیز دارند:

• پیچیدگی در پیکربندی برای شبکه‌های بزرگ که نیاز به هماهنگی دقیق میان سوئیچ‌ها و روترها دارد.
• نیاز به تجهیزات شبکه مدیریتی و پیشرفته مانند سوئیچ‌های لایه ۳ که هزینه بیشتری دارند.
• احتمال بروز مشکلات در صورت عدم هماهنگی میان Subnet و VLAN که می‌تواند باعث اختلال در مسیریابی یا کاهش کارایی شبکه شود.
• نیاز به آموزش تخصصی برای تیم IT به منظور مدیریت صحیح ترکیب VLAN و Subnet.

مقایسه نهایی VLAN و Subnet

جمع‌بندی

VLAN و Subnet هر دو ابزارهایی ضروری برای طراحی شبکه‌های پایدار، امن و کارآمد هستند. VLAN در لایه دوم با تقسیم‌بندی منطقی، امنیت و مدیریت را افزایش می‌دهد، در حالی که Subnet در لایه سوم با تقسیم آدرس‌های IP به زیربخش‌های کوچک‌تر، مدیریت آدرس‌دهی و مسیریابی را بهینه می‌کند. در بسیاری از پروژه‌های صنعتی و سازمانی، ترکیب این دو فناوری بهترین نتیجه را به همراه دارد. بنابراین در طراحی شبکه باید به صورت هوشمندانه از VLAN و Subnet بهره‌برداری شود. همچنین انتخاب تجهیزات شبکه‌ای از برندهای معتبر مانند موگزا و پلنت می‌تواند نقش مهمی در پیاده‌سازی موفق این تقسیم‌بندی‌ها داشته باشد.