VXLAN

VXLAN ist eine Netzwerkvirtualisierungstechnologie. Als wichtiges Werkzeug für die moderne Netzwerkvirtualisierung ermöglicht es den Aufbau virtueller Netzwerke auf der bestehenden Netzwerkinfrastruktur und löst die Einschränkungen von VLAN bei großflächigen Implementierungen. In diesem Artikel erkläre ich Ihnen, was VXLAN ist und welche Eigenschaften es hat, um Ihnen ein tieferes Verständnis von VXLAN zu vermitteln.

Was ist VXLAN

VXLAN steht für Virtual Extensible Local Area Network und ist der Netzwerkvirtualisierungstechnologiestandard der IETF. Es erstellt mehrere unabhängige virtuelle Netzwerke basierend auf dem physischen Netzwerk, sodass mehrere Benutzer verschiedene virtuelle Netzwerke im selben physischen Netzwerk gemeinsam nutzen können. Der Netzwerkverkehr dieser virtuellen Netzwerke ist isoliert, und jeder Benutzer kann den Netzwerkverkehr anderer Benutzer nicht sehen. Beispielsweise ist das physische Netzwerk ein großer Raum, und VXLAN unterteilt ihn in unabhängige private Bereiche. Alles in diesem privaten Bereich ist nur dem Benutzer bekannt. Jedes VXLAN ist wie ein privates Netzwerksegment in einem gemeinsam genutzten physischen Netzwerk.

Wie funktioniert VXLAN?

Das VXLAN-Tunneling-Protokoll ermöglicht die Erstellung virtualisierter Layer-2-Subnetze in einem physischen Layer-3-Netzwerk durch die Kapselung von Layer-2-Ethernet-Frames in Layer-4-UDP-Paketen, jedes mit einer eindeutigen VXLAN-Netzwerkkennung (VNI). Die Kapselung und Entkapselung der Pakete übernimmt ein VXLAN-Tunnelendpunkt (VTEP). Dabei kann es sich um ein eigenständiges Netzwerkgerät wie einen physischen Router oder Switch oder einen virtuellen Switch auf einem Server handeln. Der VTEP kapselt den Ethernet-Frame in ein VXLAN-Paket und sendet es über das IP- oder Layer-3-Netzwerk an den Ziel-VTEP, der das Paket anschließend entkapselt und an den Zielserver weiterleitet. Für Geräte, die nicht eigenständig als VTEP fungieren können, wie z. B. Bare-Metal-Server, können einige Hardware-VTEPs (z. B. bestimmte Juniper-Switches und -Router) die Kapselung und Entkapselung von Paketen übernehmen. Darüber hinaus kann VTEP auch in einem Hypervisor-Host (z. B. einer kernelbasierten virtuellen Maschine (KVM)) implementiert werden, um virtualisierte Umgebungen direkt zu unterstützen. Dieser VTEP-Typ wird als Software-VTEP bezeichnet.

Hauptvorteile von VXLAN

Da VXLAN Layer-2-Ethernet-Frames in Layer-4-UDP-Pakete kapselt, kann es in jeder Netzwerkumgebung eingesetzt werden, die UDP-Transport unterstützt. Der physische Standort und die geografische Entfernung der zugrunde liegenden Netzwerkknoten sind ein überschaubarer Faktor, solange der VXLAN-Tunnelendpunkt (VTEP) UDP-Pakete korrekt vom Kapselungs- zum Entkapselungsende weiterleiten kann.

Wenn VXLAN in Verbindung mit EVPN verwendet wird, können Betreiber virtuelle Netzwerke mithilfe von Ports auf jedem physischen Switch aufbauen, der den Standard im selben Layer-3-Netzwerk unterstützt. Beispielsweise kann ein Betreiber einen Port von Switch A, zwei Ports von Switch B und einen weiteren Port von Switch C auswählen, um ein virtuelles Netzwerk zu erstellen. Für alle angeschlossenen Geräte sieht dieses Netzwerk wie ein einziges physisches Netzwerk aus. Geräte, die dem virtuellen Netzwerk beitreten, können keinen Datenverkehr in anderen VXLANs oder der zugrunde liegenden Netzwerkstruktur sehen.

Anwendung von VXLAN

Die Spine-Leaf-Architektur wird im Rechenzentrumsnetzwerk eingesetzt, um ein VXLAN-basiertes Rechenzentrum zu realisieren. Durch die Integration von MLAG kann die Zuverlässigkeit der Netzwerkarchitektur verbessert und optimale Leistung sichergestellt werden. Gleichzeitig ermöglicht VXLAN die flexible Bereitstellung einer breiten Palette von virtuellen Maschinenmigrations- und Benutzerdiensten. VXLAN erfüllt größere und komplexere Netzwerkanforderungen in Anwendungen wie großen Rechenzentren und Cloud Computing.

Fazit

Als zentraler Bestandteil moderner Netzwerkarchitektur bietet VXLAN mehr Flexibilität und Skalierbarkeit für große Rechenzentren und Cloud-Computing-Anwendungen und ermöglicht Netzwerkdienstanbietern komfortablere Verwaltungsmethoden. Es unterteilt das physische Netzwerk in verschiedene virtuelle Netzwerke, die sich gegenseitig nicht stören und keine Daten anderer virtueller Netzwerke einsehen können. Dies gewährleistet die Benutzersicherheit und verhindert Datenschutzverletzungen. Bei Fragen zu VXLAN wenden Sie sich bitte an die CCIE/HCIE-Ingenieure von QSFPTEK unter [email protected].