Layer 2 und Layer 3 VLANs einfach erklärt

Das Virtual Local Area Network (VLAN) ist ein zentrales Konzept, um Netzwerke logisch zu unterteilen. Doch VLAN ist nicht gleich VLAN: Oft ist die Rede von Layer 2 VLANs und Layer 3 VLANs. Aber was verbirgt sich hinter diesen Begriffen genau, und wann kommen sie zum Einsatz? In diesem Artikel erfährst du, wie diese VLAN-Typen funktionieren und warum sie so wichtig für ein effizientes und sicheres Netzwerkdesign sind.

Was ist ein VLAN grundsätzlich?

Ein VLAN (Virtual Local Area Network) ermöglicht dir, physische Netzwerke in mehrere virtuelle Teilnetze zu untergliedern. Geräte, die an demselben Switch hängen, können dank VLAN in voneinander getrennten Netzsegmenten agieren. Damit lassen sich beispielsweise Abteilungsnetze, Gastnetzwerke oder Netze für VoIP und Daten sauber trennen, ohne dass du zusätzliche Hardware benötigst.

Vorteile

• Höhere Sicherheit: Trennung sensibler Datenbereiche vom restlichen Netzwerk
• Bessere Übersicht: Logische Strukturierung des Netzwerks statt „alles in einem Topf”
• Weniger Broadcast-Traffic: Reduktion auf das jeweilige VLAN-Segment
• Flexibilität: Einfache Zuweisung von Ports oder Geräten zu bestimmten VLANs

Layer 2 VLANs

Funktionsweise auf OSI-Schicht 2

Bei Layer 2 VLANs erfolgt die Trennung des Verkehrs anhand von MAC-Adressen und Switch-Ports. Die Geräte in einem Layer 2 VLAN befinden sich in demselben IP-Adressbereich (Subnetz), können jedoch voneinander isoliert sein, sofern sie in verschiedenen VLANs stecken.

Switching auf Layer 2

• Die Kommunikation zwischen Endgeräten im selben VLAN läuft in einem gemeinsamen Broadcast-Domain-Bereich.
• Pakete werden anhand ihrer MAC-Adressen weitergeleitet (Switching).

Eigenschaften und Einsatz

Broadcast-Domain

• Jedes VLAN repräsentiert eine eigene Broadcast-Domain. Das heißt, Broadcasts bleiben auf das jeweilige VLAN beschränkt.

Keine Router-Funktion

• Layer 2 VLANs selbst können nicht zwischen VLANs routen – hierzu ist ein externer Router oder ein Layer 3 Switch erforderlich.

Typische Anwendung

• Trennung verschiedener Abteilungen (z. B. VLAN 10 für Buchhaltung, VLAN 20 für IT).
• Einfache Gastnetze, die keinen direkten Zugriff auf andere Netze haben sollen.

Vorteile von Layer 2 VLANs

Einfache Konfiguration

• Du bestimmst, welche Ports zu welchem VLAN gehören (Access-Port, Trunk-Port).

Geringe Komplexität

• Im Kern benötigst du nur VLAN-Tagging und Switches mit 802.1Q-Unterstützung.

Skalierbarkeit

• Du kannst flexibel weitere Geräte einem VLAN hinzufügen, ohne Hardware umzustecken.

Layer 3 VLANs

Funktionsweise auf OSI-Schicht 3

Anders als bei Layer 2 VLANs integrieren Layer 3 VLANs (auch „routbare VLANs” genannt) eine Routing-Funktion in den VLAN-Kontext. Das heißt, das Routing zwischen verschiedenen VLANs geschieht direkt auf dem Layer 3 Switch oder Router – innerhalb des Switches, ohne einen separaten Router physisch anschließen zu müssen.

Routing auf Layer 3

• Anstatt nur anhand MAC-Adressen zu entscheiden, werden Pakete (IPv4, IPv6) anhand ihrer IP-Adressen geroutet.
• Jedes VLAN besitzt ein eigenes Subnetz (z. B. VLAN 10 = 192.168.10.0/24, VLAN 20 = 192.168.20.0/24).

Eigenschaften und Einsatz

Integrierter Router im Switch

• Ein Layer 3 Switch verfügt über Routing-Funktionen (ARP-Tabellen, Routing-Tabellen).
• Er kann Pakete direkt zwischen VLANs weiterleiten, ohne dass ein externer Router notwendig ist.

Separate IP-Netze

• Jedes VLAN hat sein eigenes Subnetz, was den Datenverkehr klar segmentiert.
• Das vereinfacht auch das Setzen von Access-Control-Listen (ACLs) direkt auf dem Switch, um Traffic zwischen VLANs zu regulieren.

Typische Anwendung

• Große Unternehmensnetzwerke, in denen viele VLANs existieren und häufig Daten zwischen diesen VLANs ausgetauscht werden.
• Reduzierung des Flaschenhalses, der durch externe Router entstehen kann.

Vorteile von Layer 3 VLANs

Effizientes Inter-VLAN-Routing

• Daten bleiben im Switch und müssen nicht über eine externe Router-Schnittstelle geleitet werden.

Zentrale Steuerung

• Traffic-Regeln und ACLs können direkt auf dem Layer 3 Switch hinterlegt werden.

Performance-Gewinn

• Kürzere Latenzen und höhere Durchsatzraten beim Datenaustausch zwischen VLANs.

Gemeinsame Nutzung: L2- und L3-VLANs im Zusammenspiel

In vielen Netzwerken kommen sowohl Layer 2 als auch Layer 3 Funktionen zum Einsatz. Ein typisches Szenario:

Access-Layer (Layer 2)

• Endgeräte (PCs, Drucker, Telefone) werden per Access-Ports in verschiedene VLANs gesteckt.
• Die VLAN-Trennung erfolgt durch reine Switching-Prozesse.

Distribution/L3-Layer

• Auf einem zentralen Layer 3 Switch (oder Router) finden Routing und Zugriffssteuerung (ACLs) zwischen den VLANs statt.
• Das ermöglicht fein abgestimmte Richtlinien, wer zwischen welchen VLANs kommunizieren darf.

So nutzt man die Vorteile beider Welten: eine einfache VLAN-Trennung auf Layer 2 plus ein schnelles, integriertes Routing auf Layer 3.

Typische Stolperfallen

Falsche VLAN-IP-Zuordnung

• Wird ein VLAN dieselbe IP-Range wie ein anderes VLAN zugeteilt, entstehen Konfigurationskonflikte.

Fehlendes Default Gateway

• Damit Clients in einem Layer 3 VLAN ins nächste VLAN (oder ins Internet) können, muss ein Default Gateway auf dem Switch oder Router richtig eingerichtet sein.

VLAN-Tagging nicht korrekt

• Wenn Switch-Ports falsch als Access- oder Trunk-Ports konfiguriert sind, gelangen VLAN-Tags gar nicht oder falsch zum Endgerät.

Keine klaren ACL-Regeln

• Ohne saubere Access-Control-Listen kann es zu ungewollten Zugriffen zwischen VLANs kommen – oder umgekehrt zu blockierten Diensten.

Fazit

VLANs bieten eine flexible, kostengünstige Möglichkeit, Netzwerke logisch zu unterteilen und deren Sicherheit zu erhöhen. Während Layer 2 VLANs vor allem für eine einfache Segmentierung innerhalb desselben IP-Netzes genutzt werden, eröffnen Layer 3 VLANs erweiterte Möglichkeiten, indem sie das Routing direkt in den Switch integrieren.

• Layer 2 VLANs: Gut geeignet, wenn du hauptsächlich Broadcast-Domains trennen willst und nur wenig Inter-VLAN-Verkehr hast.
• Layer 3 VLANs: Perfekt für größere Netzwerke, in denen VLANs häufig miteinander kommunizieren müssen und du eine leistungsfähige, zentralisierte Steuerung benötigst.

In der Praxis werden oft beide Ansätze kombiniert, um eine durchgängige und performante Netzwerkinfrastruktur zu gestalten. Mit einer sauberen Planung, dem richtigen Hardware-Setup und gut durchdachten ACLs lassen sich VLANs sowohl auf Layer 2 als auch auf Layer 3 sicher und effizient betreiben.