Qu’est-ce qu’un LAN et un VLAN ? Un guide d’introduction

Les termes LAN et VLAN présentent des similitudes, mais le VLAN est en réalité une extension du LAN, conçue pour améliorer les capacités de ce dernier. Alors que le LAN désigne un ensemble d’appareils connectés pour permettre la communication, le VLAN permet une segmentation plus efficace de ce même réseau.

Les réseaux LAN basiques, avec leurs limitations, peuvent engendrer une congestion. C’est pourquoi, il est courant de diviser ces réseaux en plusieurs sous-ensembles afin d’alléger la charge et de réduire les goulets d’étranglement. L’introduction du VLAN répond donc à cette nécessité de division.

Malgré des fonctions apparentes communes, le LAN et le VLAN se distinguent par leurs techniques de mise en œuvre et leurs propriétés intrinsèques.

Cet article a pour vocation de détailler chaque terme, en abordant leurs types, principes de fonctionnement, utilisations, et en soulignant leurs différences.

C’est parti !

Qu’est-ce qu’un réseau local ?

Un réseau local, ou LAN (Local Area Network), est une interconnexion d’ordinateurs et d’autres périphériques au sein d’une zone géographique limitée, comme un bureau, une école ou un bâtiment. Il s’agit d’une solution réseau économique, nécessitant des dispositifs et un câblage moins coûteux.

Le LAN facilite le partage d’informations et de ressources telles que des logiciels, des imprimantes, des caméras, ou des fichiers. Même si une ressource n’est pas disponible localement, le LAN permet d’accéder à des ressources distantes.

Un ou plusieurs commutateurs connectent un groupe d’appareils et d’ordinateurs via les protocoles TCP/IP. Les adresses IP privées attribuées aux machines au sein du LAN sont distinctes de celles d’autres réseaux. La transmission de données s’effectue à haut débit en raison de la proximité des liaisons informatiques.

L’infrastructure matérielle d’un LAN, comprenant les adaptateurs réseau, les câbles Ethernet, les concentrateurs, se veut abordable, tout en garantissant une connexion à haut débit. Facile à gérer et à configurer, le LAN est adapté à diverses situations.

Deux types de supports sont couramment utilisés pour les réseaux LAN : les câbles coaxiaux et les câbles à paires torsadées. Ces supports permettent des connexions sur des distances limitées, ce qui réduit le bruit et les imprécisions. Les vitesses de transmission initiales sur LAN variaient de 4 à 16 Mbps.

Aujourd’hui, les vitesses de transmission ont considérablement augmenté, allant de 100 à 1000 Mbps. Le délai de propagation dans un LAN est généralement court. Les petits LAN peuvent ne relier que deux ordinateurs, tandis que les plus vastes peuvent en compter des milliers.

Les LAN sont principalement basés sur des connexions filaires, bien qu’il soit possible de rencontrer des connexions sans fil. La tolérance aux pannes est élevée et les réseaux sont moins sujets à la congestion.

Qu’est-ce qu’un VLAN ?

Un réseau local virtuel, ou VLAN (Virtual Local Area Network), est une représentation logique d’un réseau qui regroupe un ensemble de périphériques au sein d’un LAN physique. Cette segmentation isole le trafic réseau pour chaque groupe, offrant ainsi une meilleure gestion du flux de données.

Les VLAN sont implémentés sur des commutateurs de pointe et permettent à différents réseaux de fonctionner comme s’ils faisaient partie du même LAN. L’avantage majeur d’un VLAN est sa capacité à réduire la latence, à augmenter l’efficacité du réseau et à économiser les ressources.

Les VLAN facilitent la gestion, l’évolutivité et la sécurité du réseau. Ils permettent également une meilleure maîtrise des flux de trafic. Une particularité des VLAN est leur capacité à adapter la taille des segments LAN en fonction des besoins.

La division du domaine de diffusion permet d’accroître la bande passante. Un VLAN évite ainsi de recourir à de multiples commutateurs pour les sous-réseaux d’une entreprise. Les commutateurs sont au cœur de l’implémentation du VLAN, chaque port étant assigné à un seul VLAN.

Les ports appartenant à un VLAN sont capables de diffuser des données. Cela sécurise la connexion en limitant la diffusion à chaque port et en créant plusieurs domaines de diffusion à partir d’un seul.

Le VLAN offre une plus grande flexibilité car les ports peuvent être modifiés si nécessaire. Il réduit les coûts et évite l’achat de commutateurs coûteux pour segmenter les sous-réseaux. Un VLAN met en place un réseau hiérarchique où il est possible d’attribuer des adresses IP aux segments de réseau.

Plages VLAN :

Voici quelques plages importantes de VLAN :

• VLAN 0-4095 : Plage réservée, inutilisable et invisible.
• VLAN 1 : Commutateur par défaut, non modifiable ni supprimable, mais utilisable.
• VLAN 2-1001 : Plage VLAN standard, pouvant être créée, modifiée et supprimée.
• VLAN 1002-1005 : Valeurs par défaut Cisco, utilisées pour FDDI et Token Rings, non supprimables.
• VLAN 1006-4094 : Plage étendue de VLAN.

Les objectifs principaux des VLAN sont les suivants :

• Amélioration des performances en réduisant le trafic qu’un point de terminaison doit traiter.
• Renforcement de la sécurité en contrôlant l’accès entre les appareils. Par exemple, limiter l’accès aux appareils IoT ou aux équipements réseau à des VLAN spécifiques.
• Simplification de l’administration, en regroupant les appareils à des fins non techniques. Par exemple, placer les appareils de comptabilité sur un même VLAN et ceux des ressources humaines sur un autre.

LAN vs VLAN : Types

Types de réseau local

Il existe deux types de LAN :

#1. LAN câblé

Un LAN câblé utilise des câbles et des commutateurs Ethernet pour connecter des serveurs, des appareils IoT et des terminaux aux réseaux d’entreprise. Dans les petites entreprises, un LAN câblé peut se composer d’un simple commutateur non géré et de plusieurs ports Ethernet.

Les LAN plus importants, avec des milliers d’appareils, nécessitent des logiciels, du matériel et des étapes de configuration supplémentaires pour un fonctionnement optimal.

#2. LAN sans fil

Le LAN sans fil utilise les spécifications IEEE 802.11 pour transférer des données via un spectre sans fil. Le LAN sans fil est souvent privilégié par rapport au LAN câblé en raison de sa flexibilité et des économies qu’il génère.

Types de VLAN

Il existe deux types de VLAN :

#1. VLAN basé sur les ports ou statique

Les ingénieurs réseau créent des VLAN statiques en attribuant des ports de commutateur à un seul VLAN. Ces ports communiquent uniquement avec le VLAN attribué. Bien que qualifiés de statiques, les VLAN de port peuvent être modifiés manuellement ou par automatisation du réseau.

#2. VLAN basé sur l’utilisation ou dynamique

Les ingénieurs réseau créent des VLAN dynamiques en dirigeant le trafic vers un VLAN en fonction de l’appareil qui le génère ou du type de trafic. L’attribution d’un port à un VLAN dépend de l’identité de l’appareil, authentifiée par un certificat de sécurité ou les protocoles réseau utilisés.

Un port peut être associé à plusieurs VLAN dynamiques. Le changement d’appareil connecté ou la modification de son comportement peut entraîner un changement de VLAN attribué au port.

LAN vs VLAN : Comment fonctionnent-ils ?

Comment fonctionne le LAN ?

Le fonctionnement d’un LAN repose sur plusieurs éléments clés :

• Interface réseau : Inclut les appareils électroniques et informatiques qui servent de points de terminaison pour envoyer et recevoir des données.
• Interconnexion : Permet le transfert d’informations. Elle comprend les supports réseau et la carte réseau. Les supports réseau (câbles ou sans fil) permettent la transmission des signaux. La carte d’interface réseau (NIC) convertit les informations dans un format transmissible sur le réseau.
• Périphériques réseau : Commutateurs, concentrateurs et routeurs. Ces dispositifs connectent les différents segments LAN ou servent d’interface. Les commutateurs et concentrateurs opèrent à la couche 2, tandis que le routeur intervient à la couche réseau 3.
• Protocoles : Contrôlent la transmission des données sur le LAN, notamment ARP, DHCP et IP.

Comment fonctionne le VLAN ?

Source de l’image : activereach

Un VLAN est identifié sur le commutateur réseau grâce à son ID VLAN. Chaque port du commutateur possède un ou plusieurs ID VLAN associés. Si aucun VLAN n’est attribué, il appartient au VLAN par défaut. Chaque VLAN fournit un accès de liaison de données aux hôtes connectés aux ports configurés avec son ID VLAN.

Un ID VLAN est ensuite converti en balise VLAN, un champ de 12 bits dans l’en-tête de chaque trame Ethernet destinée au VLAN. Avec 12 bits, il est possible de définir jusqu’à 4096 VLAN. Cette balise VLAN est définie par la norme IEEE 802.1Q.

Lorsqu’une trame Ethernet est reçue d’un hôte déjà connecté, la balise VLAN est absente. Le commutateur ajoute alors cette balise. Dans un VLAN basé sur les ports, le commutateur insère la balise associée à l’ID VLAN du port. Dans un VLAN basé sur l’utilisation, il insère la balise en fonction de l’ID de l’appareil ou du type de trafic.

Les commutateurs transfèrent ensuite les trames étiquetées vers leur destination, en les transmettant uniquement aux ports appartenant au même VLAN. Le trafic inconnu (monodiffusion, multidiffusion et diffusion) est envoyé à tous les ports du VLAN. Lorsque la trame arrive au port de destination, la balise VLAN est retirée avant sa transmission vers l’appareil final.

LAN vs VLAN : Avantages et inconvénients

Avantages du réseau local

• Le LAN constitue un support de transmission économique.
• Il facilite la connexion physique des appareils au média.
• Il permet des débits de transmission élevés.
• L’interconnexion entre les différents appareils est optimisée.
• Le LAN est évolutif et flexible.
• Il permet le verrouillage des fichiers.
• Il offre une protection contre les accès non autorisés aux données.

Inconvénients du réseau local

• Le LAN nécessite de l’espace mémoire sur chaque mainframe utilisé, réduisant ainsi l’espace disponible pour les programmes utilisateurs.
• Le LAN peut complexifier l’utilisation des ordinateurs. Les utilisateurs peuvent avoir des difficultés à comprendre les commandes réseau. L’installation et la gestion nécessitent des compétences techniques spécifiques.
• Certaines applications peuvent ne pas fonctionner correctement dans un environnement réseau LAN.

Avantages du VLAN

• Le VLAN résout les problèmes majeurs de diffusion.
• Il réduit la taille des domaines de diffusion.
• Il ajoute une couche de sécurité supplémentaire.
• Il facilite la gestion des appareils.
• Il permet de regrouper les appareils en fonction de leur fonction plutôt que de leur emplacement.
• Il permet de créer des groupes d’appareils connectés agissant comme s’ils appartenaient au même réseau.
• Il permet de segmenter logiquement les réseaux en fonction des équipes, des fonctions ou des départements.
• Il permet de structurer géographiquement le réseau.
• Il offre de meilleures performances.

Inconvénients du VLAN

• Un paquet peut être divulgué d’un VLAN à un autre.
• L’injection d’un paquet peut conduire à des cyberattaques.
• Un routeur supplémentaire peut être nécessaire pour gérer la charge de travail dans les grands réseaux.
• Des problèmes d’interopérabilité peuvent survenir.
• Un VLAN n’est pas capable de transférer le trafic vers un autre VLAN.

LAN vs VLAN : Applications

Applications du réseau local

• Le LAN est utilisé dans les bureaux, les hôpitaux, les écoles, car il facilite le partage de ressources telles que les données, les imprimantes, Internet et les scanners.
• Le LAN permet également aux utilisateurs d’accéder à Internet à domicile.
• Il est largement utilisé dans les industries manufacturières pour coordonner les activités des machines.
• Les LAN à haut débit sont utilisés pour connecter des réseaux plus lents entre eux.

Applications du VLAN

• Le VLAN est utile lorsque le trafic est important sur un LAN.
• Il est utilisé lorsque plus de 200 appareils sont connectés au réseau.
• Le VLAN est nécessaire lorsque la sécurité doit être renforcée pour un groupe d’utilisateurs.
• Il constitue une solution idéale lorsque les appareils sont ralentis par des diffusions excessives.
• Le VLAN permet de transformer un seul commutateur en plusieurs commutateurs.

LAN vs VLAN : Différences

La configuration d’un LAN représente un investissement conséquent, tandis qu’un VLAN est une stratégie d’agencement plus intelligente et économique.

Les deux concepts présentent plusieurs différences que nous allons examiner dans un tableau comparatif :

Conclusion

Le réseau local virtuel (VLAN) est une évolution du réseau local (LAN). Il améliore les capacités du LAN en le segmentant logiquement en plusieurs domaines de diffusion. Cette division crée plusieurs réseaux locaux au sein d’un seul pont ou commutateur, ce qui réduit les coûts et le trafic, tout en augmentant la commodité, la sécurité et les performances d’administration.

En conclusion, le VLAN offre une gestion et un dépannage facilités, ainsi qu’une meilleure sécurité de tous les périphériques réseau utilisés.

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