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
Doanh nghiệp được vinh danh Top 10 Doanh nghiệp Công nghệ số Việt Nam 2025 mang lại doanh thu 6,5 tỷ Đô

Doanh nghiệp được vinh danh Top 10 Doanh nghiệp Công nghệ số Việt Nam 2025 mang lại doanh thu 6,5 tỷ Đô

Tối 09/10, tại Hà Nội, Hiệp hội Phần mềm và Dịch vụ Công nghệ Thông tin Việt Nam (VINASA) đã tổ chức Lễ công bố và vinh danh Top 10 và Bản đồ Doanh nghiệp Công nghệ số Việt Nam 2025 trong khuôn khổ Diễn đàn trí tuệ nhân tạo Việt Nam - AI360 năm 2025 chủ đề “Xây dựng doanh nghiệp và xã hội thông minh cùng AI”.
VNPT quyên góp 15 tỷ đồng hỗ trợ người dân vùng thiên tai

VNPT quyên góp 15 tỷ đồng hỗ trợ người dân vùng thiên tai

Trước thiệt hại nghiêm trọng do bão số 10 và số 11 gây ra, Tập đoàn Bưu chính Viễn thông Việt Nam (VNPT) đã phát động phong trào quyên góp trong toàn hệ thống, dự kiến huy động khoảng 15 tỷ đồng để hỗ trợ đồng bào vùng thiên tai, đồng thời huy động hàng trăm kỹ sư, thiết bị khẩn trương khôi phục thông tin liên lạc tại các khu vực bị ảnh hưởng.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 10/10/2025: Tuổi Dần mâu thuẫn quan điểm, tuổi Tuất gặp nhiều lợi thế

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 10/10/2025: Tuổi Dần mâu thuẫn quan điểm, tuổi Tuất gặp nhiều lợi thế

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 10/10/2025 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Ra mắt sách ảnh "A80: Tổ quốc trong tim" - Bản hòa ca bằng hình ảnh về 80 năm vẻ vang của dân tộc

Ra mắt sách ảnh "A80: Tổ quốc trong tim" - Bản hòa ca bằng hình ảnh về 80 năm vẻ vang của dân tộc

Thực hiện chỉ đạo của Ban Tuyên giáo và Dân vận Trung ương, Thông tấn xã Việt Nam (TTXVN) giao Nhà xuất bản Thông tấn biên soạn, xuất bản và giới thiệu tới bạn đọc cuốn sách ảnh song ngữ Việt - Anh “A80: Tổ quốc trong tim”.
Kiến nghị sớm ban hành nghị định về cơ chế hoạt động, cơ chế tài chính đặc thù cho Petrovietnam

Kiến nghị sớm ban hành nghị định về cơ chế hoạt động, cơ chế tài chính đặc thù cho Petrovietnam

Tập đoàn Công nghiệp - Năng lượng Quốc gia Việt Nam (Petrovietnam) kiến nghị Chính phủ sớm ban hành nghị định về cơ chế hoạt động, cơ chế tài chính đặc thù cho Petrovietnam, tương xứng mô hình và tầm vóc mới.
Nhận định phiên giao dịch ngày 10/10: VN-Index tiếp tục hướng tới vùng 1.730 điểm

Nhận định phiên giao dịch ngày 10/10: VN-Index tiếp tục hướng tới vùng 1.730 điểm

Phiên giao dịch ngày 9/10, thị trường chứng khoán Việt Nam tiếp tục bùng nổ khi VN-Index tăng 18,6 điểm (1,1%) lên 1.716,4 điểm - chính thức vượt mốc 1.700 và lập mức đóng cửa cao nhất trong 25 năm hoạt động. Giới phân tích cho rằng, VN-Index nhiều khả năng sẽ tiếp tục hướng tới vùng 1.730 điểm trong phiên kế tiếp, khi dòng tiền có dấu hiệu lan tỏa sang nhiều nhóm cổ phiếu hơn.
Chủ tịch Hoà Phát Trần Đình Long kiến nghị Chính phủ đặc biệt ưu tiên sử dụng hàng nội địa

Chủ tịch Hoà Phát Trần Đình Long kiến nghị Chính phủ đặc biệt ưu tiên sử dụng hàng nội địa

Với những sản phẩm trong nước đã sản xuất được, đáp ứng đủ nhu cầu, lãnh đạo Hoà Phát mong các dự án, chương trình đầu tư của Nhà nước sẽ đặc biệt ưu tiên sử dụng hàng nội địa.
VietinBank: Một thập kỉ bền bỉ với danh hiệu “Ngân hàng bán lẻ tốt nhất Việt Nam”

VietinBank: Một thập kỉ bền bỉ với danh hiệu “Ngân hàng bán lẻ tốt nhất Việt Nam”

VietinBank vừa được Tạp chí Global Banking & Finance Review vinh danh “Ngân hàng Bán lẻ tốt nhất Việt Nam - Best Retail Bank of Vietnam 2025”. Đây là lần thứ 10 liên tiếp VietinBank nhận được giải thưởng uy tín này, tiếp tục khẳng định vị thế Ngân hàng Bán lẻ số 1 tại Việt Nam.
Thị trường chứng khoán ngày 09/10: Dầu khí, ngân hàng, bất động sản đồng thuận, VN Index vượt mốc cản 1.700 điểm

Thị trường chứng khoán ngày 09/10: Dầu khí, ngân hàng, bất động sản đồng thuận, VN Index vượt mốc cản 1.700 điểm

Dù khối ngoại quay lại bán ròng hơn 1,6 nghìn tỷ, sắc xanh vẫn lan tỏa ra nhiều nhóm ngành. Ngân hàng, dầu khí và bất động sản đồng loạt bứt phá, giúp VN Index vượt mốc cản 1.700 điểm, củng cố niềm tin rằng thị trường đã thoát khỏi nhịp điều chỉnh và bước vào pha tăng.
ABB rút khỏi thị trường robot

ABB rút khỏi thị trường robot

Ngày 8/10/2025, ABB (Thụy Sĩ) thông báo bán toàn bộ mảng robot công nghiệp cho SoftBank Group (Nhật Bản) với giá 5,375 tỷ USD. Thương vụ này không chỉ đánh dấu bước chuyển chiến lược lớn nhất của ABB kể từ 2018 mà còn là tín hiệu rõ nét cho sự hội tụ giữa trí tuệ nhân tạo (AI) và tự động hóa công nghiệp.
song-gia-tri