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相澤さん，こんにちわ。
研修受講ありがとうございました。

>VLAN間の通信を確保するには、やはりルータなりL3SWが必要でしょうか。

必要ですね。

>今回は既に16ビットマスクの同一セグメントの
>アドレスが振られており、端末のIPを付け替えるのが非常に困難です。

VLANを作るということは，IPサブネットを分けるということですから，
アドレスを新たに割り当てし直さなければいけないので，
アドレス変更が困難な状況だと，どうしようもありませんね。

>これらのブロードキャストトラフィックがバカにならない、
>ということになり、改善案を検討しております。

毎秒のブロードキャストの数，ブロードキャストの種類，
ブロードキャストのバイト数など，わかりますか？
それから，LANのスピードは10メガですか100メガですか？
今のコンピュータやLANは高速ですから，普通の使い方なら
500台程度のブロードキャストでも大丈夫だと思うのですが。