VXLAN (Virtual Extensible LAN) — это сетевой туннельный протокол, используемый для создания логических (виртуальных) сетей поверх физической сети. Он был разработан для решения проблем масштабируемости в традиционных VLAN (Virtual LAN) сетях и для упрощения управления крупными дата-центрами и облачными инфраструктурами.
Основные характеристики VXLAN:
- Инкапсуляция: VXLAN использует инкапсуляцию Layer 2 Ethernet фреймов внутри UDP пакетов. Это позволяет создавать виртуальные сети, которые могут работать поверх существующей Layer 3 IP инфраструктуры.
- MAC in UDP: VXLAN инкапсулирует Layer 2 фреймы (например, Ethernet) в UDP (User Datagram Protocol) пакеты, используя стандартные IP-сети для передачи данных.
- Масштабируемость: VXLAN использует 24-битный идентификатор сетевого сегмента, называемый VXLAN Network Identifier (VNI), что позволяет создать до 16 миллионов уникальных сегментов, значительно превосходя лимит в 4096 сегментов, доступный в традиционных VLAN.
- Оверлейная сеть: VXLAN создает оверлейную сеть поверх существующей физической сети, что позволяет более гибко управлять виртуальными сетями и облегчает миграцию виртуальных машин между различными физическими серверами и дата-центрами.
Основные компоненты VXLAN:
- VTEP (VXLAN Tunnel Endpoint): Это устройства или программные компоненты, которые выполняют функции инкапсуляции и декапсуляции VXLAN трафика. VTEP может быть встроен в сетевые устройства (например, коммутаторы) или реализован в программных виртуальных коммутаторах (например, Open vSwitch).
- VNI (VXLAN Network Identifier): 24-битный идентификатор, который используется для определения уникальных логических сетей внутри VXLAN оверлея. Каждый VNI соответствует отдельной виртуальной сети.
Преимущества VXLAN:
- Повышенная масштабируемость: Возможность создания большого количества изолированных виртуальных сетей, что особенно важно для крупных дата-центров и облачных провайдеров.
- Гибкость и простота управления: Создание и управление виртуальными сетями поверх существующей физической инфраструктуры без необходимости вносить изменения в физическую сеть.
- Поддержка мультитенантных сред: Обеспечение изоляции трафика между различными арендаторами (тенантами) в облачной инфраструктуре.
- Упрощение миграции виртуальных машин: Облегчение перемещения виртуальных машин между физическими серверами и дата-центрами без необходимости изменения их сетевых настроек.
Пример использования VXLAN:
Предположим, что у вас есть два дата-центра, которые должны поддерживать несколько виртуальных сетей для различных клиентов. Используя VXLAN, вы можете создать уникальные VNI для каждой виртуальной сети и настроить VTEP на сетевых устройствах, чтобы инкапсулировать и передавать трафик между этими дата-центрами. Это позволяет виртуальным машинам в одном дата-центре общаться с виртуальными машинами в другом дата-центре так, как если бы они находились в одной и той же локальной сети, без необходимости изменять физическую сетевую инфраструктуру.
Заключение
VXLAN — это мощный инструмент для создания масштабируемых и гибких виртуальных сетей в крупных дата-центрах и облачных инфраструктурах. Он решает проблемы традиционных VLAN, предоставляя более высокий уровень изоляции, масштабируемости и управления сетями, что делает его незаменимым для современных IT-экосистем.
