VXLAN (Virtual Extensible LAN) ist eine Technologie zur Virtualisierung von Netzwerken, die erfunden wurde, um die Skalierbarkeitsprobleme von VLANs (Virtual Local Area Networks) zu lösen. VXLAN erstellt ein erweitertes Layer-2-Overlay-Netzwerk, das große Layer-3-Netzwerkinfrastrukturen umfassen kann. Um dies zu erreichen, verwendet es eine 24-Bit-Segmentkennung namens VXLAN Network Identifier (VNI), die bis zu XNUMX Millionen verschiedene Netzwerksegmente ermöglicht.
VTEP oder VXLAN Tunnel Endpoint ist eine Komponente in der Architektur von VXLAN. Seine Aufgabe besteht darin, Ethernet-Frames in UDP-Pakete zu kapseln und zu dekapseln, damit sie über ein IP-Netzwerk gesendet werden können. MAC-Adressen werden von VTEPs an beiden Enden eines Tunnels IP-Adressen zugeordnet, wodurch eine transparente Kommunikation im gesamten VXLAN-Fabric ermöglicht wird. Dies reduziert den Broadcast-Verkehr innerhalb eines Netzwerks und stellt sicher, dass die zugrunde liegende physische Infrastruktur nichts von darüber liegenden Overlays bemerkt.
Die Vorteile von VXLAN werden am deutlichsten bei großen Rechenzentren, wo Serviceprovider-Multi-Tenancy-Unterstützung, Tenant-Isolierung und Netzwerksegmentierung erforderlich sind. Durch die Einführung von VXLAN können Unternehmen die Flexibilität und Skalierbarkeit ihres Netzwerkdesigns verbessern und gleichzeitig die Effizienz des Rechenzentrumsbetriebs steigern.
Was ist VXLAN und wie funktioniert es?
Grundlagen von VXLAN
VXLAN erstellt ein Overlay-Netzwerk über einem physischen Netzwerk, um skalierbarer und segmentierbarer zu sein. Dies geschieht, indem Layer-2-Ethernet-Frames in Layer-3-UDP-Pakete eingefügt werden. Die VTEPs sind für diese Kapselung verantwortlich; sie fungieren als Brücke zwischen herkömmlichen Ethernet-Segmenten und VXLAN-Segmenten.
Um zwischen virtuellen Netzwerken zu unterscheiden, weist jeder VTEP einen eindeutigen VXLAN Network Identifier (VNI) zu. Dies kann bis zu sechzehn Millionen Segmente aufnehmen. Wenn ein Paket von einer virtuellen Maschine übertragen wird, fügt der VTEP den Ethernet-Frame mit dem VXLAN-Header hinzu, der VNI enthält, und sendet dann das gekapselte Paket über das IP-Netzwerk auf Schicht 3. Auf der Empfangsseite wird ein anderer VTEP entfernt die äußersten Header wie IP und UDP, bevor der ursprüngliche Layer-2-Frame innerhalb eines gewünschten virtuellen Netzwerks bereitgestellt wird.
Daher ist VXLAN im Wesentlichen eine Methode zum Erstellen vieler isolierter virtueller Netzwerke in größeren Rechenzentrumsumgebungen, in denen Skalierbarkeit und effiziente Verkehrsoptimierung erforderlich sind.
Wie unterscheidet sich VXLAN vom herkömmlichen VLAN?
Virtual Extensible LAN (VXLAN) unterscheidet sich in vielerlei Hinsicht vom Virtual Local Area Network (VLAN), wobei Skalierbarkeit, Segmentierung und Flexibilität am wichtigsten sind. Im Folgenden sind die Hauptunterschiede aufgeführt:
Skalierbarkeit:
- VLAN: Unterstützt maximal 4096 VLAN-IDs, was bei großen Rechenzentren mit umfangreichen Anforderungen an die Netzwerksegmentierung zu Einschränkungen führen kann.
- VXLAN: Es verwendet einen 24-Bit-VXLAN Network Identifier (VNI), der eine Skalierung auf bis zu 16 Millionen einzigartige Netzwerksegmente ermöglicht und somit die Skalierbarkeit erheblich erhöht.
Kapselungsmethode:
- VLAN: Arbeitet auf Schicht 2 (Datenverbindungsschicht) und nutzt 802.1Q-Tagging zur Kapselung.
- VXLAN: Diese Overlay-Methode funktioniert auf Layer 3 (Netzwerkschicht), indem sie Layer-2-Ethernet-Frames in Layer-3-UDP-Pakete einschließt. Es ermöglicht eine effizientere Verkehrsverwaltung über verteilte Rechenzentren hinweg.
Netzwerktopologie:
- VLAN: Erfordert ein flaches Layer-2-Netzwerk, was bei skalierter Bereitstellung zu größeren Broadcast-Domänen und potenziellen Ineffizienzen führt.
- VXLAN: Richtet ein Overlay-Netzwerk ein, das den Broadcast-Verkehr reduziert und gleichzeitig eine bessere Isolierung zwischen Segmenten bietet und so die Verkehrsoptimierung verbessert.
Multipathing-Unterstützung:
- VLAN: Dies basiert normalerweise auf Spanning-Tree-Algorithmen, bei denen die Pfadnutzung und Netzwerkredundanz aufgrund der einzelnen Pfadauswahl pro VLAN eingeschränkt sein kann.
- VXLAN: Es unterstützt Equal-Cost Multi-Path (ECMP)-Routing, das mehrere optimale Pfade durch die Netzwerkinfrastruktur ermöglicht und so eine bessere Lastverteilung und Redundanz ermöglicht.
Mieterisolierung:
- VLAN: Bietet eine grundlegende Isolierung, die für kleine Umgebungen geeignet ist, in großen Multi-Tenant-Setups jedoch kompliziert und ineffizient werden kann.
- VXLAN: Bietet die hervorragende Mandantenisolierung und Multi-Tenancy-Unterstützung, die in modernen Cloud- und Rechenzentrumsumgebungen erforderlich ist.
Diese technischen Unterschiede zeigen, warum VXLAN insbesondere im Hinblick auf Skalierbarkeit, Segmentierung und Effizienz in großen Rechenzentren vorteilhafter ist als herkömmliche VLANs.
Kritische Komponenten eines VXLAN-Netzwerks
Um zu verstehen, woraus ein VXLAN-Netzwerk besteht und wie es funktioniert, müssen die folgenden Komponenten berücksichtigt werden:
VXLAN-Tunnelendpunkte (VTEPs):
- Es ist für die Kapselung und Entkapselung von Paketen des VXLAN-Verkehrs verantwortlich. Es ist normalerweise in Switches, Routern oder dedizierten VXLAN-Gateways zu finden.
- Was es tut: Es nimmt Layer-2-Ethernet-Frames, konvertiert sie in VXLAN-Pakete und sendet sie über ein IP/UDP-Netzwerk. VTEP hingegen entfernt das Paket und gibt es an den Layer-2-Frame zurück.
VXLAN-Segment:
- Stellt logische Layer-2-Netzwerksegmente bereit, die innerhalb desselben Layer-3-Netzwerks voneinander isoliert sind.
- Seine Funktion besteht darin, separate Broadcast-Domänen mit eindeutigen VXLAN-Netzwerkkennungen (VNIs) zu erstellen. Diese Trennung ermöglicht es mehreren virtuellen Netzwerken, gleichzeitig und ohne Störungen zu arbeiten.
VXLAN-Netzwerkkennungen (VNIs):
- Ziel ist es, separate Broadcast-Domänen mit eindeutigen VXLAN-Netzwerkkennungen (VNIs) zu erstellen. Durch diese Trennung können mehrere virtuelle Netzwerke gleichzeitig arbeiten
- Funktioniert wie VLAN-IDs, verfügt aber über einen viel größeren Adressraum.
- Funktionsweise: Sie bieten bis zu sechzehn Millionen eindeutige Kennungen für verschiedene Segmente, wodurch VLANs unendlich skaliert werden können, im Gegensatz zu herkömmlichen VLANs, die aufgrund ihrer Beschränkung auf zwölf Bit Länge nur viertausendsechsundneunzig verarbeiten können.
IP-Multicast- oder Unicast-basiertes Flooding und Lernen:
- Diese Komponente befasst sich mit Flooding-Broadcast-, unbekanntem Unicast- und Multicast-Verkehr über das VXLAN-Netzwerk
- Funktionsweise: Entweder werden IP-Multicast-Gruppen verwendet, sodass Daten alle Empfänger gleichzeitig erreichen können, wodurch Bandbreite gespart wird, oder es werden fortschrittlichere Techniken wie die Head-End-Replikation eingesetzt, bei der für jeden Empfänger mehrere Kopien von Paketen erstellt werden, falls zwischen ihnen keine gemeinsamen Netzwerke bestehen
Kontrollebenenprotokolle:
- Helfen Sie verschiedenen VTEPs, Erreichbarkeitsinformationen untereinander auszutauschen
- Was sie tun: Zu den gängigen Protokollen gehört das Border Gateway Protocol (BGP) mit Ethernet VPN(EVPN)-Erweiterungen, die speziell dafür entwickelt wurden, die Effizienz der Steuerebene durch Routenverteilung entlang der MAC/IP-Adressverbreitung zu verbessern.
Wie verbessert VXLAN die Netzwerkvirtualisierung?
Vorteile der Verwendung von VXLAN in Rechenzentren
VXLAN bietet Rechenzentren zahlreiche Vorteile, die dabei helfen, die Herausforderungen der aktuellen Netzwerkanforderungen zu lösen:
Bessere Skalierbarkeit:
VXLAN kann im Gegensatz zu den begrenzten 16 ID-Nummern von VLAN auf bis zu 4096 Millionen logische Netzwerke skaliert werden, die eindeutig sind. Dies ermöglicht größere Rechenzentren und Cloud-Anbieter, die ein höheres Maß an Netzwerksegmentierung benötigen.
Weitere Netzwerksegmentierung:
Mit VXLAN können Rechenzentren unterschiedliche Broadcast-Domänen erstellen, die es ermöglichen, dass mehrere virtuelle Netzwerke unabhängig voneinander laufen, ohne sich gegenseitig zu stören. Eine solche starke Isolierung erhöht die Sicherheit und die betriebliche Effizienz.
Flexibleres und effizienteres Verkehrsmanagement:
Für ein effizientes BUM-Verkehrsmanagement ermöglicht VXLAN die Verwendung sowohl von IP-Multicast- als auch Unicast-basierten Flooding-Mechanismen. Die Verteilung des Broadcast-Verkehrs wird durch IP-Multicast-Gruppen effizient gestaltet, während die Head-End-Replikation neben anderen Unicast-basierten Methoden die Flexibilität und Leistung bei der BUM-Verarbeitung erhöht.
Nahtlose Layer 2-Netzwerkerweiterung:
Im Hinblick auf die Flexibilität bei Rechenzentrumsdesigns ermöglicht VXLAN die Erweiterung von Layer-2-Netzwerken über Layer-3-Infrastrukturen und bietet so Raum für mehr Auswahl. Dies ist sehr nützlich, wenn es darum geht, virtuelle Maschinen zwischen verschiedenen physischen Standorten zu verschieben und gleichzeitig die Anwendungskontinuität aufrechtzuerhalten.
Stärkere Kontrollebenenprotokolle:
Bei VTEPs wird der Routing-Informationsaustausch zusammen mit der Wissenskommunikation über MAC-Adressen und IP-Adressen durch VXLAN mithilfe fortschrittlicher Control-Plane-Protokolle wie BGP mit EVPN-Erweiterungen verbessert. Somit wird es eine effiziente Kommunikation im gesamten Netzwerk in großem Maßstab geben.
Diese Vorteile zusammengenommen zeigen, wie viel effektiver, flexibler, skalierbarer und effizienter VXLAN in Rechenzentrumsumgebungen sein kann und es somit zu einer Schlüsseltechnologie für moderne virtualisierte Netzwerkinfrastrukturen macht.
Wie VXLAN eine bessere Netzwerksegmentierung unterstützt
Virtual Extensible LAN (VXLAN) ist eine softwaredefinierte Netzwerktechnologie (SDN), die die Netzwerksegmentierung verbessert, indem sie die Einschränkungen herkömmlicher VLANs überwindet. Es kann im Vergleich zu den 16 VLANs auf bis zu 4096 Millionen logische Netzwerke skaliert werden, was für Skalierbarkeit in großen Rechenzentren sorgt. VXLAN ermöglicht die Erstellung virtueller Netzwerke auf einer gemeinsamen physischen Infrastruktur, indem Layer-2-Frames in Layer-3-Pakete eingeschlossen werden, wodurch die Isolierung von Verkehrsdomänen ohne Berücksichtigung der beteiligten Schichten ermöglicht wird. Dies ist wichtig für Multi-Tenant-Umgebungen, in denen der Datenverkehr sicher zwischen Clients getrennt werden sollte, die möglicherweise dieselben Ressourcen oder Einrichtungen nutzen, aber unterschiedliche Datenschutzniveaus benötigen. Darüber hinaus verbessert es auch die Effizienz durch die Integration mit BGP-EVPN, das dynamisch Informationen darüber verteilt, wie verschiedene Teile des Netzwerks segmentiert werden sollten, damit sie ihre Ressourcen gut verwalten und jederzeit problemlos wachsen können.
Welche Rolle spielt EVPN in VXLAN?
Grundlegendes zur VXLAN-EVPN-Architektur
Das VXLAN EVPN (Ethernet VPN) ist ein Schema, das VXLAN (Virtual Extensible LAN) für skalierbare und flexible Netzwerk-Overlays sowie eine BGP-Steuerungsebene (Border Gateway Protocol) mit EVPN-Erweiterungen verwendet. In diesem Schema werden L2-Datenpakete mithilfe des VXLAN-Protokolls in L3-Pakete eingefügt. Dies ermöglicht die Erstellung vieler Netzwerke, die durch große Entfernungen voneinander getrennt sind. Umgekehrt werden Informationen zu MAC-Adressen und IP-Adressen von EVPN über BGP verteilt, sodass Layer-XNUMX-Verbindungen zwischen verschiedenen Standorten schneller hergestellt werden können und gleichzeitig Schleifen vermieden werden. In Kombination gewährleistet dies eine gute Konnektivität innerhalb großer geografischer Gebiete und verhindert so Leistungseinbußen aufgrund langsamen Routings oder fehlender Segmentierungsmöglichkeiten während der Verkehrsisolierung.
Wie EVPN VXLAN verbessert
Die Kontrollebene von VXLAN wird durch EVPN flexibler, sodass es durch BGP-Werbung auf eine große Zahl von MAC- und IP-Adressen im gesamten Netzwerk skaliert werden kann. Die Netzwerküberflutung, die normalerweise in Layer-2-Netzwerken auftritt, wo Broadcasts erforderlich sind, wird erheblich reduziert. Es unterstützt eine präzise Verkehrssegmentierung für nahtlose Multi-Tenancy und optimale Pfadauswahl, wodurch Daten mit durch EVPN aktiviertem VXLAN effizienter geroutet werden. Darüber hinaus können dank der Kontrollebene von EVPN ein schnelles Failover sowie Redundanz erreicht werden, was zu verbesserter Belastbarkeit und Stabilität innerhalb von Netzwerken führt. Darüber hinaus können dank der Kontrollebene von EVPN ein schnelles Failover sowie Redundanz erreicht werden, was zu verbesserter Belastbarkeit und Stabilität innerhalb von Netzwerken führt. Auf diese Weise können VXLANs besser skaliert werden, während trotzdem eine hochsichere Systemintegration zwischen ihnen möglich ist, ohne dass während ihres gemeinsamen Betriebs zu irgendeinem Zeitpunkt Sicherheitsniveaus oder Leistungsstandards beeinträchtigt werden.
Implementieren von VXLAN EVPN in Ihrem Netzwerk
Bei der Implementierung von VXLAN EVPN in Ihr Netzwerk müssen Sie viele Dinge tun, damit die Einrichtung reibungslos und effizient verläuft. Der erste Schritt besteht darin, die Kernnetzwerkgeräte für die Unterstützung von BGP und EVPN zu konfigurieren. Normalerweise ist hierfür ein Firmware-Update sowie die Aktivierung notwendiger Funktionen auf Routern und Switches erforderlich. Anschließend definieren Sie Virtual Network Identifiers (VNIs) für die Segmentierung des Netzwerkverkehrs, wobei jede VNI einem eigenen isolierten virtuellen Netzwerk entspricht.
Konfigurieren Sie die Einrichtung von BGP-Peerings zwischen Netzwerkgeräten und tauschen Sie dann EVPN-Routen aus, die die Verbreitung von MAC-Adressen und IP-Informationen über alle Segmente hinweg für eine effiziente Kommunikation erleichtern. Verwenden Sie Steuerungsebenenprozesse, die VTEPs (VXLAN Tunnel Endpoint) ankündigen und VXLAN-Overlays verwalten.
Zu den weiteren Dingen, die während der Implementierungsphase erledigt werden, gehören Funktionen wie Routenreflektoren oder Routenunterscheidungszeichen, die die Skalierbarkeit/Leistung von Netzwerken verbessern. Es sollte aber auch regelmäßig überwacht werden, ob diese Tunnel gut genug funktionieren. Auch die Stabilität von BGP-Sitzungen kann durch die Implementierung von Redundanzprotokollen wie Multichassis Link Aggregation (MC-LAG) sichergestellt werden.
Wenn Sie diese Schritte befolgen, können Sie VXLAN EVPN erfolgreich implementieren und so skalierbare, schnelle, mandantenfähige Netzwerke mit dynamischem Datenverkehr und segmentiertem Datenverkehr erstellen. Vergessen Sie jedoch nie, dass kontinuierliche Überwachung in Verbindung mit proaktiver Wartung und zeitnahen Software-Updates wichtige Aspekte für die Aufrechterhaltung der Effizienz und Sicherheit innerhalb der Infrastruktur eines Unternehmens sind.
Wie funktioniert der VXLAN-Tunnel-Endpunkt (VTEP)?
Rolle von VTEP im VXLAN-Netzwerk
Um in einem VXLAN-Netzwerk zu arbeiten, wird ein VTEP (oder VXLAN Tunnel Endpoint) verwendet, um VXLAN-Verkehr zu kapseln oder zu entkapseln. Jeder VTEP fügt VXLAN-Header zu Ethernet-Frames hinzu oder entfernt sie, sodass Layer-2-Netzwerke über eine Layer-3-Infrastruktur erweitert werden können. Immer wenn ein Ethernet-Frame in das System gelangt, verpackt dieses Gerät ihn in ein VXLAN-Paket und sendet es dann über ein IP-Netzwerk. Bei der Ankunft im Zielnetzwerk macht der empfangende VTEP diesen Vorgang rückgängig, indem er den äußersten Header entfernt und den ursprünglichen Ethernet-Frame darunter freigibt. Darüber hinaus verfolgen diese Geräte das Routing sowie die Weiterleitungstabellen für virtuelle erweiterbare LANs, wodurch die korrekte Zustellung von Paketen über solche Fabrics sichergestellt wird. Diese Funktion unterstützt große mehrschichtige Unternehmensnetzwerke, da sie eine effiziente Skalierung ermöglicht und bei Bedarf auch Segmentierungsfunktionen bietet.
VTEP-Konfiguration und Best Practices
Um sicherzustellen, dass der VXLAN Tunnel Endpoint (VTEP) ordnungsgemäß konfiguriert ist, müssen mehrere wichtige Punkte hinsichtlich seiner Leistung und Zuverlässigkeit berücksichtigt werden. Das erste, was man bei der Konfiguration eines VTEP tun sollte, ist, jedem von ihnen korrekt IP-Adressen zuzuweisen, damit sie derselben Multicast-Gruppe angehören und den VXLAN-Verkehrsaustausch zwischen ihnen ermöglichen. Zweitens können Sie verschiedene virtuelle Netzwerke auf einer gemeinsamen physischen Infrastruktur unterscheiden, indem Sie den VXLAN Network Identifier (VNI) einrichten. Auch Redundanzprotokolle wie Multi-Chassis Link Aggregation (MC-LAG) sollten implementiert werden, um eine hohe Verfügbarkeit und Failover-Fähigkeit zu erreichen.
Ein weiterer wichtiger Aspekt, der bei der Konfiguration von VTEP nicht außer Acht gelassen werden sollte, ist die Sicherheit. Verwenden Sie Zugriffskontrolllisten (ACLs) zur Verkehrsregulierung und zur Verhinderung unbefugten Zugriffs auf das Netzwerk. Firmware-Updates sollten häufig durchgeführt werden, zusammen mit der Anwendung von Sicherheitspatches, um sich vor Schwachstellen zu schützen. Ebenso wichtig sind Überwachungstools in Verbindung mit Netzwerkanalysen, die bei der Erkennung von Anomalien helfen und so eine proaktive Wartung erleichtern und den kontinuierlichen Zustand sowie die Leistung des VXLAN-Netzwerks sicherstellen.
Letztendlich ist es notwendig, anbieterspezifische Best Practices einzuhalten, da diese Empfehlungen speziell darauf ausgelegt sind, die Leistung von VTEPs in Ihrer speziellen Netzwerkumgebung zu optimieren. Diese Konfigurationen gewährleisten zusammen mit den Best Practices starke Sicherheitsmaßnahmen und erreichen gleichzeitig maximale Effizienz aus VXLANs.
Was ist VXLAN-Kapselung und wie wird sie durchgeführt?
Überblick über den VXLAN-Kapselungsprozess
Die Virtual Extensible LAN (VXLAN)-Kapselung ist eine Möglichkeit, Layer-2-Netzwerke über eine Layer-3-Infrastruktur arbeiten zu lassen, indem IP- und Multicast-Protokolle als Grundlage für die Erstellung eines äußerst skalierbaren Netzwerkvirtualisierungs-Frameworks verwendet werden. Dies alles wird durch das Hinzufügen eines VXLAN-Headers zum primären Ethernet-Frame im ersten Schritt der Kapselung erreicht. Ein wesentlicher Teil dieses VXLAN-Headers ist der 24 Bit lange VXLAN Network Identifier (VNI), der dabei hilft, verschiedene virtuelle Netzwerke voneinander zu trennen.
Dann wird das, was als „ursprünglicher Ethernet-Frame zusammen mit VXLAN-Header“ beschrieben werden sollte, in ein UDP-Paket (User Datagram Protocol) (auch Datagramm genannt) eingeschlossen. UDP-Header stellen notwendige Informationen bereit, die den Transport durch ein IP-Netzwerk ermöglichen. Darüber hinaus fügen wir eingebettete Pakete in ein anderes IP-Paket ein, damit sie Layer-3-Netzwerke passieren können. Daher können diese Pakete jederzeit über verschiedene Subnetze übertragen werden. VXLAN-gekapselte Pakete werden mithilfe der Multicast- oder Unicast-Methode an entsprechende VTEPs gesendet, was eine reibungslose Kommunikation zwischen verteilten Netzwerksegmenten gewährleistet.
Durch das Platzieren von Layer-2-Frames in Layer-3-Paketen erreicht VXLAN eine hervorragende Skalierbarkeit, die die Erstellung flexibler und effizienter Rechenzentrumsnetzwerke in großem Maßstab ermöglicht. Darüber hinaus unterstützt diese Art der Kapselung die Zusammenarbeit mit bereits vorhandener Netzwerkinfrastruktur und maximiert so die Möglichkeiten zur Optimierung und Erweiterung von Netzwerken.
Entkapselung von VXLAN-Paketen
Bei der Entkapselung handelt es sich um einen Prozess, bei dem VXLAN-Pakete wieder in ihre ursprünglichen Ethernet-Frames umgewandelt werden. Dies erfolgt durch den VXLAN Tunnel Endpoint (VTEP), der sie empfängt. Beim Empfang entfernt VTEP IP- und UDP-Header, wodurch der darunter liegende VXLAN-Header sichtbar wird. Der nächste Schritt umfasst die Extraktion und Verarbeitung dieses Headers durch VTEPs, um den ursprünglichen Ethernet-Frame mit dem zugehörigen VXLAN Network Identifier (VNI) zu erhalten. Anschließend sollte der Frame je nach VNI an das entsprechende Layer-2-Netzwerksegment gesendet werden. Dadurch bleiben Underlay-Netzwerke transparent mit Overlays verbunden und gewährleisten gleichzeitig die Datenintegrität und -effizienz während der Übertragung. Letztendlich unterstützt es eine reibungslose Konnektivität sowie Skalierbarkeit innerhalb aktueller Rechenzentren und ermöglicht so eine effektive Netzwerkvirtualisierung und -verwaltung.
Überlegungen zu Layer 2 und Layer 3 in VXLAN
Um die bestmögliche Leistung und Kompatibilität innerhalb der Netzwerkinfrastruktur zu gewährleisten, ist es wichtig, bei der Implementierung von VXLAN (Virtual Extensible LAN) die Aspekte von Layer 2 und Layer 3 zu berücksichtigen. Auf Layer 2 ermöglicht VXLAN die Erweiterung von Ethernet-Segmenten über logische Netzwerke über eine IP-Netzwerkinfrastruktur. Dazu gehört das Einfügen von Layer-2-Frames in VXLAN-Header, damit sie nahtlos die Grenzen von Layer 3 passieren können. Die Überbrückung von Layer-2- über Layer-3-Netzwerke bietet große Flexibilität und Skalierbarkeit und macht VXLAN daher zu einer guten Lösung für aktuelle Rechenzentren.
Schicht drei von VXLAN basiert auf IP-basiertem Routing zur Übertragung gekapselter Pakete zwischen verschiedenen VXLAN-Tunnel-Endpunkten (VTEPs). In diesem Design werden sowohl Multicast- als auch Unicast-Modi unterstützt, die bei der effizienten Verwaltung des Netzwerkverkehrs helfen. Darüber hinaus ist es auf Ebene drei erforderlich, die zugrunde liegende IP-Netzwerkinfrastruktur zu konfigurieren, die Overlay-Networking unterstützt und gleichzeitig ein reibungsloses Inter-VLAN-Routing ermöglicht. Die richtige Ausrichtung und Konfiguration von OSPF oder BGP, bei denen es sich um IP-Routing-Protokolle handelt, trägt wesentlich zur Aufrechterhaltung der Stabilität im Netzwerk und zur Optimierung des Datenflusses über die VXLAN-Struktur bei.
Alles in allem erfordert eine erfolgreiche Implementierung von VXLAN eine sorgfältige Planung der Interaktionen zwischen den Schichten zwei und drei. Die Berücksichtigung dieser Bereiche gewährleistet die Robustheit und Skalierbarkeit der mit dieser Technologie erstellten virtuellen Netzwerke und erfüllt damit die Anforderungen moderner Unternehmensstrukturen.
Häufig gestellte Fragen (FAQs)
F: Was ist VXLAN und wie funktioniert es?
A: VXLAN oder Virtual Extensible LAN ist eine Netzwerkvirtualisierungstechnologie, die entwickelt wurde, um die Probleme mit VLANs bei der Verwendung in großen Rechenzentren zu lösen. Zu diesem Zweck kapselt VXLAN Layer-2-Ethernet-Frames in Layer-3-IP-Pakete, sodass Layer-2-Overlay-Netzwerke auf Layer-3-Netzwerken aufgebaut werden können.
F: Was sind die kritischen Komponenten eines VXLAN?
A: Die Hauptbestandteile eines VXLAN sind VTEP (VXLAN Tunnel End Point), VNI (VXLAN Network Identifier), IP-Netzwerk und Kapselung/Entkapselung. Ein VTEP fügt VXLAN-Header hinzu oder entfernt sie; VNIs identifizieren separate VXLAN-Segmente innerhalb eines Overlay-Netzwerks.
F: Wie geht VXLAN mit der Netzwerksegmentierung um?
A: Um zwischen verschiedenen VXLAN-Segmenten zu unterscheiden, wird jedem Segment eine eigene eindeutige Kennung zugewiesen, die als VXLAN Network Identifier (VNI) bezeichnet wird. Dies ermöglicht die Schaffung individueller virtueller Netzwerke, die innerhalb des Rechenzentrums voneinander isoliert werden können. Bis zu 16 Millionen unterschiedliche Segmente können unterstützt werden, da VNIs herkömmliche 12-Bit-VLAN-IDs ersetzen.
F: Welche Vorteile bietet VXLAN gegenüber herkömmlichen VLANs?
A: VXLAN bietet viele Vorteile, die über die von herkömmlichen VLANs hinausgehen, wie z. B. Skalierbarkeit, die bis zu sechzehn Millionen Segmente unterstützt, Flexibilität, da Netzwerke der Schicht zwei über IP-Netzwerke der Schicht drei erweitert werden können, und verbesserte Nutzung der physischen Netzwerkinfrastruktur durch die Nutzung vorhandener IP-basierter Routing-Protokolle.
F: Wie kapselt und dekapselt VXLAN Ethernet-Frames?
A: Es fügt einen Ethernet-Frame in ein IP-Paket ein, indem ein Header namens „VXLAN“ hinzugefügt wird. Dieser Schritt wird oft als „Kapselung“ bezeichnet. Danach kann das neu erstellte Paket jedes IP-Netzwerk durchlaufen. Wenn es das Ziel-VTEP erreicht, wird der VXLAN-Header entfernt und der ursprüngliche Ethernet-Frame wird entkapselt und dann innerhalb des Layer-2-Netzwerks weitergeleitet.
F: Was macht das VXLAN-Gateway?
A: Das VXLAN-Gateway fungiert als Brücke zwischen herkömmlichen L2-Netzwerken und dem VXLAN-Overlay-Netzwerk. Es kapselt und entkapselt Ethernet-Frames, die für die Kommunikation von Geräten innerhalb des VXLAN mit denen in normalen VLANs erforderlich sind.
F: Wie wird VTEP in VXLAN-Umgebungen verwendet?
A: Ein VXLAN Tunnel End Point (VTEP) ist ein Gerät, normalerweise ein physischer Switch oder eine virtuelle Maschine, das VXLAN-Kapselung und -Entkapselung durchführt. VTEPs fügen Ethernet-Frames VXLAN-Header hinzu, bevor sie diese über IP-Netzwerke senden, und entfernen diese Header dann beim Empfang, sodass die ursprünglichen Frames wiederhergestellt werden können.
F: Ist es möglich, VXLAN in bestehenden Netzwerkinfrastrukturen zu unterstützen?
A: Ja, Sie können VXLAN innerhalb bestehender Netzwerkinfrastrukturen unterstützen, die IP-Netzwerke und Routing verarbeiten können. Beispielsweise unterstützt unter anderem Juniper Networks US vxlan auf vielen modernen Switches, was die Integration von vxlan in etablierte Rechenzentrumsnetzwerke ohne komplette Überholung ermöglicht.
F: Was sind einige gängige Anwendungsfälle für VXLAN?
A: Gängige Anwendungsfälle für VXLAN sind die Erweiterung von Layer-2-Netzwerken über Layer-3-Infrastrukturen, die Verbesserung der Netzwerksegmentierung in Multi-Tenant-Umgebungen, die Ermöglichung der Mobilität virtueller Maschinen über Rechenzentren hinweg und die Verbesserung der Skalierbarkeit in großen Netzwerkstrukturen. Dies kann insbesondere in modernen virtualisierten Rechenzentrumsnetzwerken nützlich sein, in denen herkömmliche VLANs in Bezug auf Umfang und Flexibilität eingeschränkt sind.
F: Was bedeutet RFC 7348 in Bezug auf VXLAN?
A: RFC 7348 ist die offizielle Spezifikation zur Definition von VXLAN. Es enthält detaillierte Informationen zum Protokoll, wie z. B. Kapselungsformat, Kontrollebenenmechanismen und Betriebsrichtlinien, die bei der Implementierung als Teil des Netzwerkdesigns oder der Netzwerkarchitektur befolgt werden sollten. Dieses Dokument dient als Grundlage zum Verständnis der Funktionsweise von VXLAN in verschiedenen Umgebungen.