acecook

VLAN: Một tiến bộ thực sự cho các hệ thống điều khiển

An ninh an toàn mạng
20/10/2024 06:07
VLAN là mạng nội bộ trong cơ sở hạ tầng mạng công nghệ thông tin, được hoạt động độc lập, miền phát sóng cục bộ với bộ quy tắc, chính sách bảo mật, có an toàn mạng và miền phát sóng riêng. Nhưng VLAN có thực sự mang lại lợi ích tiềm năng cho ngành điều khiển công nghiệp?
aa
VLAN: Một tiến bộ thực sự cho các hệ thống điều khiển?

Kể từ cuối những năm 1990, mạng cục bộ gọi tắt là VLAN đã là một thành phần quan trọng của các chiến lược mạng hiện đại. Trước khi phát triển VLAN, các kỹ sư mạng phải tạo ra nhiều mạng khác và xây dựng các mạng LAN riêng biệt về mặt vật lý, bất cứ khi nào một tổ chức cần phân vùng và cô lập lưu lượng mạng đa hướng đều có thể đáp ứng ngay. VLAN cho phép các kỹ sư nhóm các trạm cuối thành các phân đoạn ở lớp liên kết dữ liệu, về cơ bản chia một mạng LAN vật lý duy nhất thành nhiều mạng LAN logic hoặc ảo, mỗi mạng có miền phát sóng riêng.

Do đó, các tín hiệu phát sóng có thể bị hạn chế đối với một số thiết bị, tạo điều kiện kiểm soát truy cập một các chi tiết đối với những người có thể truy cập những thông tin mạng.

Ngày nay, VLAN được sử dụng rộng rãi trong các mạng thương mại từ lưu lượng trung bình đến lưu lượng lớn để giảm tắc nghẽn, cải thiện an ninh mạng, đơn giản hóa cấu hình, quản trị và mở rộng mạng. Giống như nhiều mạng kỹ thuật khác, VLAN mang lại nhiều nhiều lợi thế cho các cơ sở công nghiệp.

VLAN là gì?

Nói một cách đơn giản, VLAN là các mạng công nghệ nội bộ trong cơ sở hạ tầng mạng vật lý. Mỗi VLAN hoạt động độc lập như một mạng khép kín với bộ quy tắc riêng, chính sách bảo mật, tài nguyên mạng và miền phát sóng riêng. Các thiết bị được nhóm thành một VLAN dựa trên các yếu tố như bộ phận, chức năng hoặc yêu cầu bảo mật.

Ví dụ như mạng LAN vật lý duy nhất của công ty được phân chia thành ba mạng VLAN bị độc lập, mỗi mạng cho sản xuất, bán hàng và phụ trách công việc thống kê, mỗi bộ phận trong số ba bộ phận này có hai thiết bị mạng cần được kết nối với bộ chuyển mạch được quản lý hỗ trợ VLAN 12 cổng.

VLAN có thể có nhiều hình thức khác nhau tùy thuộc vào nhu cầu hoạt động. VLAN dựa trên cổng (loại phổ biến nhất) nhóm các thiết bị dựa trên kết nối vật lý của chúng với bộ chuyển mạch mạng. Một phương pháp linh hoạt hơn được cung cấp bởi các VLAN dựa trên địa chỉ MAC, phân chia mạng theo địa chỉ MAC của thiết bị. Mặc dù ít phổ biến hơn, các VLAN dựa trên giao thức cung cấp phân đoạn dựa trên giao thức mạng, cho phép kiểm soát lưu lượng chính xác hơn.

Quản trị viên mạng truy cập giao diện quản lý của bộ chuyển mạch để tạo các VLAN mới. Ví dụ: VLAN 10 cho sản xuất, VLAN 20 cho bán hàng và VLAN 30 cho kế toán - sau đó chỉ định hai cổng có liên quan của công tắc 12 cổng cho một VLAN cho mỗi bộ phận.

Quản trị viên sau đó cắm từng thiết bị từ ba bộ phận vào cổng VLAN được chỉ định của họ và liên kết chúng với ID VLAN tương ứng của họ. Để đánh dấu tin nhắn là lưu lượng VLAN, công tắc chèn thẻ VLAN vào khung của tiêu đề lớp IP. Mỗi VLAN có một ID VLAN duy nhất, là giá trị 12 bit được nhúng (từ 1 đến 4.095) trong thẻ VLAN.

Cổng có thể là cổng truy cập hoặc cổng trung kế. Các thiết bị chủ được kết nối thông qua các cổng truy cập, là một phần của một VLAN duy nhất, như trường hợp trong ví dụ này. Cổng trunk là những cổng có thể được gán cho nhiều VLAN.

Để truyền tải lưu lượng cho nhiều VLAN qua một kết nối vật lý duy nhất bằng thiết bị mạng như thiết bị chuyển mạch hoặc bộ định tuyến, chúng tôi thường tạo một trung kế VLAN, là một liên kết hoặc kết nối có thể mang nhiều VLAN cùng một lúc. Được gọi là định tuyến liên VLAN, điều này liên quan đến việc tạo các giao diện phụ cho mỗi VLAN trên bộ định tuyến và gắn địa chỉ IP cho chúng.

Khi một công ty mở rộng, các phân khúc mới có thể được thêm dễ dàng vào cùng một mạng hoặc các phân khúc cũ được cấu hình lại mà không cần phải làm gián đoạn toàn bộ mạng hoặc đầu tư vào phần cứng bổ sung. VLAN cho phép mạng mở rộng quy mô nhanh chóng và tiết kiệm chi phí.

VLANS trong ICS

Trong các hệ thống điều khiển công nghiệp (ICS), không có gì lạ khi có hàng trăm thiết bị I/O được kết nối, chẳng hạn như RTU, PLC, cảm biến, HMI, rơle và máy chủ cho các ứng dụng, kỹ thuật, giao diện người dùng và lưu trữ.

Trong một môi trường đầy thách thức, VLAN nổi lên như một công cụ chính trong kho vũ khí mạng của bạn, đáp ứng nhu cầu kép của quản trị viên mạng về quản lý lưu lượng và bảo mật:

Quản lý giao thông ICS: Khả năng đáp ứng của ICS và năng suất hoạt động bị ảnh hưởng trực tiếp bởi hiệu quả của quản lý lưu lượng mạng. Bằng cách phân đoạn mạng, VLAN làm giảm lưu lượng phát sóng không cần thiết, điều này có thể đặc biệt gây gián đoạn trong môi trường ICS. Do đó, các ứng dụng quan trọng có thể chạy trơn tru hơn trên mạng và ít bị tắc nghẽn hơn. Các hệ thống điều khiển thời gian thực phụ thuộc vào việc truyền nhanh các lệnh điều khiển và dữ liệu thời gian thực, điều này có thể thực hiện được nhờ khả năng ưu tiên lưu lượng truy cập cho các hệ thống quan trọng thông qua VLAN.

An ninh mạng ICS: Bằng cách chia một mạng vật lý thành nhiều mạng ảo bị cô lập, VLAN giúp thực thi các chính sách an ninh mạng, điều chỉnh quyền truy cập và hạn chế sự lây lan của các hoạt động có hại đến một khu vực hạn chế bằng cách thiết lập ranh giới ảo. Một ICS thường có vô số các hệ thống và thiết bị khác nhau, tất cả đều có mức độ nhạy và yêu cầu bảo mật khác nhau. Quản trị viên có thể điều chỉnh các biện pháp bảo mật theo nhu cầu khác nhau của từng phân khúc, cải thiện bảo mật mà không ảnh hưởng đến hiệu quả hoạt động của mạng. Ngoài ra, VLAN có thể được thiết lập để hạn chế quyền truy cập theo vai trò và trách nhiệm của người dùng, làm giảm khả năng xảy ra các mối đe dọa nội bộ hoặc vô tình làm gián đoạn các hệ thống quan trọng.

VLAN: Một tiến bộ thực sự cho các hệ thống điều khiển?

Đối với tất cả các lợi thế của chúng, VLAN yêu cầu cấu hình và quản lý nhiều hơn các kỹ thuật mạng con hoặc định tuyến mà bạn có thể quen thuộc hơn. Một sự hiểu biết đầy đủ về cơ sở hạ tầng mạng và các yêu cầu hoạt động của ICS là cần thiết trước khi triển khai VLAN trên đó.

Bước đầu tiên là đánh giá mạng, bao gồm xác định các tài sản quan trọng và tìm ra cách tiếp cận tốt nhất để phân đoạn chúng bằng VLAN. Xác định các mẫu lưu lượng mạng sẽ hiển thị thiết bị nào cần giao tiếp với nhau. Để ngăn chặn sự chậm trễ định tuyến giữa các VLAN, các thiết bị yêu cầu giao tiếp thời gian thực phải được kết nối với cùng một VLAN. Hãy nhớ rằng, vì các VLAN không bị giới hạn bởi khoảng cách hoặc vị trí vật lý, các thiết bị thuộc cùng một VLAN có thể được phân phối trên toàn mạng vật lý ICS và vẫn hoạt động như thể chúng được liên kết với cùng một bộ chuyển mạch mạng cục bộ.

Đạt được sự cân bằng giữa việc đáp ứng mọi yêu cầu và tránh sự phức tạp có thể là nhiệm vụ khó khăn nhất. Cấu hình VLAN quá phức tạp có thể khó quản lý và giám sát, điều này có thể dẫn đến lỗi bảo mật. Khi đã sẵn sàng, điều quan trọng là phải thường xuyên cập nhật và kiểm tra cấu hình VLAN. Những thay đổi trong môi trường ICS, chẳng hạn như bổ sung các thiết bị mới hoặc tái sử dụng các thiết bị hiện có, yêu cầu thiết lập VLAN phải được điều chỉnh.

Theo Rives & Controls

mca
Tin bài khác
Nhận định phiên giao dịch 10/11: Cơ hội mua mới cho nhà giao dịch ngắn hạn

Nhận định phiên giao dịch 10/11: Cơ hội mua mới cho nhà giao dịch ngắn hạn

Thị trường chứng khoán cuối tuần qua (7/11) với diễn biến rung lắc mạnh, khi VN-Index mất mốc 1.600 điểm. Theo nhận định của các chuyên gia, áp lực bán giảm dần mở ra cơ hội giải ngân mới cho nhà đầu tư giao dịch ngắn hạn, đặc biệt ở các cổ phiếu điều chỉnh trong xu hướng tăng và nhóm quá bán.
Bộ Công an xây dựng tiêu chuẩn an ninh mạng quốc gia, hoàn thiện khung pháp lý bảo vệ bí mật nhà nước

Bộ Công an xây dựng tiêu chuẩn an ninh mạng quốc gia, hoàn thiện khung pháp lý bảo vệ bí mật nhà nước

Trước thách thức an ninh mạng và nguy cơ rò rỉ thông tin trong kỷ nguyên số, Bộ Công an đang chủ trì xây dựng khung pháp lý mới, đồng thời đề xuất tiêu chuẩn an ninh mạng quốc gia, tạo nền tảng bảo vệ chủ quyền số và bí mật nhà nước trong giai đoạn phát triển mới.
[E-Magazine] Công nghệ cao trong chiến tranh hiện đại

[E-Magazine] Công nghệ cao trong chiến tranh hiện đại

Từ những cánh đồng Donbass đến sa mạc Trung Đông, chiến tranh thế kỷ XXI đang chứng kiến bước chuyển vĩ đại - công nghệ trở thành “chủ thể” tham chiến. Trí tuệ nhân tạo (AI), vệ tinh, drone và năng lượng định hướng đang biến chiến trường thành mạng lưới dữ liệu sống động, nơi từng byte thông tin có thể quyết định sinh tử.
Phát triển Nông sản sạch: Hãy để công nghệ kể câu chuyện thương hiệu nông sản Việt với thế giới

Phát triển Nông sản sạch: Hãy để công nghệ kể câu chuyện thương hiệu nông sản Việt với thế giới

Được ghi nhận là cường quốc xuất khẩu nông sản, nhưng thương hiệu nông sản sạch của Việt Nam lại chưa định vị được vững trên trường quốc tế. Chuỗi giá trị truyền thống bộc lộ nhiều điểm nghẽn cố hữu như sản xuất manh mún, liên kết lỏng lẻo và thiếu dữ liệu để minh bạch về nguồn gốc và định vị thương hiệu. Đã đến lúc "các Nhà" phải liên kết, quyết liệt chinh phục hành trình hội nhập và định vị thương hiệu nông sản Việt bền vững trên thị trường thế giới.
Thông xe đường Liên Phường, tăng kết nối và định hình lại giao thông khu Đông TP.HCM

Thông xe đường Liên Phường, tăng kết nối và định hình lại giao thông khu Đông TP.HCM

Ngày 08/11/2025, nhà phát triển dự án Masterise Homes, thay mặt chủ đầu tư và các bên liên quan đã chính thức tổ chức Lễ thông xe đường Liên Phường, một trục giao thông huyết mạch tại khu Đông TP.HCM. Công trình được hoàn thành và đưa vào vận hành không chỉ góp phần giảm tải cho cửa ngõ phía Đông, mà còn định hình lại mạng lưới giao thông khu vực, tạo động lực phát triển hạ tầng và diện mạo đô thị hiện đại cho thành phố.
Số lượng ứng viên được công nhận chức danh giáo sư, phó giáo sư ngành Tự động hóa năm 2025 tăng không đáng kể

Số lượng ứng viên được công nhận chức danh giáo sư, phó giáo sư ngành Tự động hóa năm 2025 tăng không đáng kể

Năm 2025, Hội đồng Giáo sư Nhà nước đã thông qua 900 ứng viên đạt chuẩn chức danh giáo sư, phó giáo sư, trong đó riêng hội đồng liên ngành Điện - Điện tử - Tự động hóa có 34 chức danh được công nhận. Riêng ngành Tự động hóa có 9 ứng viên được công nhận. Giáo sư duy nhất ngành Tự động hóa năm nay là ứng viên Nguyễn Chí Ngôn, công tác tại Đại học Cần Thơ.
Stellantis bắt tay Nvidia, Uber, Foxconn thúc đẩy chiến lược taxi robot toàn cầu

Stellantis bắt tay Nvidia, Uber, Foxconn thúc đẩy chiến lược taxi robot toàn cầu

Stellantis đã công bố sự hợp tác mới với Nvidia , Uber Technologies và Foxconn để khám phá sự phát triển chung và triển khai trong tương lai của xe tự hành Cấp độ 4 (không người lái) cho dịch vụ taxi robot trên toàn thế giới.
Vivo Y19s 5G ra mắt: Pin "khủng" 6.000mAh, chống nước IP64

Vivo Y19s 5G ra mắt: Pin "khủng" 6.000mAh, chống nước IP64

Mở rộng danh mục smartphone 5G giá rẻ, Vivo giới thiệu Y19s 5G tại Ấn Độ. Thiết bị sở hữu thiết kế mới, pin dung lượng lớn và đạt chuẩn chống nước IP64, hướng đến nhóm người dùng phổ thông cần hiệu năng ổn định và thời lượn
Câu lạc bộ Robotics Tạ Quang Bửu: Khơi nguồn đam mê công nghệ cho các tài năng trẻ

Câu lạc bộ Robotics Tạ Quang Bửu: Khơi nguồn đam mê công nghệ cho các tài năng trẻ

Mới đây, Câu lạc bộ Robotics Trường THCS và THPT Tạ Quang Bửu (CLB Robotics TQB) đã ghi dấu ấn tại Ngày hội STEAM - STEAMESE Festival 2025, sự kiện lớn quy tụ hàng trăm học sinh đam mê khoa học, công nghệ, kỹ thuật, nghệ thuật và toán học đến từ nhiều trường học trên địa bàn Hà Nội.
Sản phẩm công nghệ chiến lược ưu tiên: Làm ngay, làm nhanh với mục tiêu, giải pháp cụ thể, rõ ràng

Sản phẩm công nghệ chiến lược ưu tiên: Làm ngay, làm nhanh với mục tiêu, giải pháp cụ thể, rõ ràng

Chiều 7/11, tại Trụ sở Chính phủ, Phó Thủ tướng Nguyễn Chí Dũng chủ trì họp về Chương trình phát triển sản phẩm công nghệ chiến lược (CNCL) ưu tiên triển khai ngay năm 2025.
song-gia-tri