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
STEM Innovation Petrovietnam: Xây dựng hạ tầng học tập số cho mọi học sinh

STEM Innovation Petrovietnam: Xây dựng hạ tầng học tập số cho mọi học sinh

Sáng 7/12/2025, tọa đàm “STEM Innovation Petrovietnam - Hiện thực hoá tinh thần Nghị quyết 57” do Tạp chí Năng lượng Mới/PetroTimes tổ chức đã chính thức diễn ra, quy tụ nhiều chuyên gia đầu ngành trong lĩnh vực giáo dục và đổi mới sáng tạo.
Nhận định phiên giao dịch ngày 8/12: Ưu tiên nắm giữ các cổ phiếu có tín hiệu hồi phục

Nhận định phiên giao dịch ngày 8/12: Ưu tiên nắm giữ các cổ phiếu có tín hiệu hồi phục

Trong bối cảnh VN-Index đang duy trì đà tăng và dòng tiền có xu hướng lan tỏa tích cực, giới phân tích cho rằng phiên giao dịch ngày 8/12 nhà đầu tư nên ưu tiên nắm giữ những cổ phiếu có tín hiệu hồi phục rõ rệt và khả năng dẫn dắt nhịp tăng mới của thị trường.
ABB mở rộng năng lượng tái tạo sau thương vụ với Siemens Gamesa

ABB mở rộng năng lượng tái tạo sau thương vụ với Siemens Gamesa

Thương vụ mua lại giúp củng cố vị thế của ABB trong lĩnh vực chuyển đổi năng lượng tái tạo.
AI, công nghệ gen và sinh học thay đổi cách chúng ta nuôi trồng

AI, công nghệ gen và sinh học thay đổi cách chúng ta nuôi trồng

Những giải pháp đổi mới, từ cây trồng mang gen cải tiến, sinh sản vô tính, đến chăn nuôi thông minh tích hợp AI và IoT, đang giúp nâng cao năng suất, giảm phát thải và thích ứng với biến đổi khí hậu.
Liên hoan phim Nhật Bản 2025: Màn trở lại của 10 tác phẩm kinh điển & đương đại

Liên hoan phim Nhật Bản 2025: Màn trở lại của 10 tác phẩm kinh điển & đương đại

Bắt đầu tại Hà Nội ngày 12-12, Liên hoan phim Nhật Bản 2025 trình chiếu 10 tác phẩm tiêu biểu của điện ảnh Nhật - từ kiệt tác bất hủ Love Letter, Bảy võ sĩ Samurai đến các bộ phim đương đại sáng tạo. Đây là hoạt động thường niên của Quỹ Giao lưu Quốc tế Nhật Bản, thu hút sự yêu mến của khán giả Việt suốt hơn 17 năm.
[E-Magazine] Kỷ nguyên lập trình cùng AI - con người không thể bị thay thế

[E-Magazine] Kỷ nguyên lập trình cùng AI - con người không thể bị thay thế

Một làn sóng mới đang định hình lại bản đồ công nghệ toàn cầu, nơi lập trình viên không còn đơn độc trong màn hình đen trắng, mà song hành cùng trí tuệ nhân tạo tạo sinh (Generative AI). Giữa những hoài nghi và kỳ vọng, một hướng đi mới đang mở ra, lập trình viên trở thành người huấn luyện, cộng tác và điều phối AI chứ không phải nạn nhân của nó.
Tạp chí Công nghiệp Nông thôn: Bài báo khoa học, kết nối tri thức – Nâng tầm nghiên cứu

Tạp chí Công nghiệp Nông thôn: Bài báo khoa học, kết nối tri thức – Nâng tầm nghiên cứu

Trong bối cảnh khoa học – công nghệ đang trở thành động lực then chốt, với nhu cầu công bố kết quả nghiên cứu và mở rộng hợp tác học thuật ngày càng cấp thiết. Tạp chí Công nghiệp Nông thôn chính thức phát đi lời mời gửi bài tới các nhà khoa học, chuyên gia, giảng viên và nghiên cứu sinh trong và ngoài nước.
Năm 2026: Cuộc “rung chuyển” tất yếu của ngành robot nhà kho

Năm 2026: Cuộc “rung chuyển” tất yếu của ngành robot nhà kho

Ngành robot nhà kho đang bước vào năm 2026 với áp lực lớn chưa từng có. Sau nhiều năm thử nghiệm, mở rộng nhanh chóng và thu hút vốn đầu tư ồ ạt, thị trường giờ đây phải chứng minh khả năng vận hành thực sự ở quy mô lớn. Dù nhu cầu tự động hóa trong vận hành kho hàng vẫn tăng mạnh, số lượng công ty có thể triển khai robot tại nhiều cơ sở và nhiều quy trình vẫn chỉ chiếm một phần rất nhỏ, tạo ra khoảng cách lớn giữa kỳ vọng và thực tế.
NTT – Docomo Business bắt tay Mujin thúc đẩy robot tự động nhờ công nghệ Physical AI

NTT – Docomo Business bắt tay Mujin thúc đẩy robot tự động nhờ công nghệ Physical AI

Tập đoàn NTT và NTT Docomo Business đã ký kết thỏa thuận hợp tác vốn và kinh doanh với Mujin, công ty sở hữu công nghệ Physical AI và digital twin độc quyền, vào ngày 1/12.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 7/12/2025: Tuổi Dậu tình cảm rắc rối, tuổi Tuất bớt áp lực

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 7/12/2025: Tuổi Dậu tình cảm rắc rối, tuổi Tuất bớt áp lực

Những bí ẩn của khoa học đời sống là "món ăn" tinh thần không thể thiếu trong cuộc sống của con người. Tử vi vòng quay công nghệ xem tử vi 12 con giáp ngày 7/12/2025 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
song-gia-tri