Was ist VXLAN und warum benötigen wir es?

Da Cloud-Initiativen und Virtualisierungstechnologien unser Verständnis von und unsere Anforderungen an Netzwerke kontinuierlich prägen, tritt VXLAN als Schlüsseltechnologie still und leise hervor, verändert die Einschränkungen herkömmlicher Netzwerke und eröffnet völlig neue Möglichkeiten für die Netzwerkarchitektur. Dieser Artikel vermittelt Ihnen ein umfassendes Verständnis von VXLAN, seiner Rolle im Netzwerkbereich und den Gründen, warum wir es benötigen.

Was ist VXLAN, ist es notwendig?

VXLAN ist eine Virtualisierungs-Netzwerktechnologie, die 2014 von der Internet Engineering Task Force entwickelt wurde. Sie ist eine Erweiterung von Layer-2-VLAN und wurde entwickelt, um eine ähnliche Funktionalität wie VLAN bereitzustellen, jedoch mit größerer Skalierbarkeit und Flexibilität. VXLAN ermöglicht es mehreren Organisationen oder Benutzern, ein einziges physisches Netzwerk gemeinsam zu nutzen, wobei jeder Benutzer den Netzwerkverkehr anderer Organisationen nicht sehen kann. Im Wesentlichen ist VXLAN eine Tunneling-Technologie, die einen logischen Tunnel in einem IP-Netzwerk zwischen dem ursprünglichen Netzwerkgerät und dem Zielnetzwerkgerät einrichtet und Pakete von der Benutzerseite durch den Tunnel kapselt und weiterleitet.

Warum ist VXLAN-Technologie also notwendig? Dies muss aus mehreren Aspekten erklärt werden:

Skalierbarkeit:

Aufgrund der Einschränkung von VLAN, nur über 12-Bit-Kennungen zu verfügen, kann es maximal 4096 eindeutige VLANs unterstützen. Diese Einschränkung macht es für große Rechenzentren oder Cloud-Computing-Anwendungen ungeeignet. VXLAN hingegen verwendet 24-Bit-VXLAN Network Identifiers (VNIs) und kann bis zu 16777215 eindeutige VXLAN-Kennungen unterstützen. Diese Funktion bietet eine größere Skalierbarkeit, um die Anforderungen jedes Szenarios zu erfüllen.

Anpassung an groß angelegte Virtualisierung:

VXLAN bietet bis zu 16777215 eindeutige Kennungen und übertrifft damit die 4096 von VLAN bei weitem. Wenn das Netzwerk wächst, erfordert VLAN eine individuelle Konfiguration und Verwaltung für jeden Benutzer. VXLAN führt eine logische Isolation ein und vereinfacht so die Verwaltung. VXLAN ermöglicht es außerdem virtuellen Maschinen und Containern, über verschiedene Subnetze hinweg zu kommunizieren, wodurch die Flexibilität erhöht und eine freiere Migration von virtuellen Maschinen und Containern ermöglicht wird, ohne durch die physische Topologie eingeschränkt zu sein.

Überwindung physischer Netzwerkbeschränkungen:

Die Paketkapselung von VXLAN mittels UDP ermöglicht den Betrieb in jedem Netzwerk, das UDP-Pakete übertragen kann. Solange UDP-Pakete vom kapselnden VXLAN-Tunnelendpunkt zum entkapselnden VTEP weitergeleitet werden können, werden die physische Anordnung und die Entfernung zwischen den zugrunde liegenden Netzwerkknoten weniger wichtig. Dies ist ein entscheidender Faktor, der es VXLAN ermöglicht, durch das physische Netzwerk auferlegte Einschränkungen zu überwinden.

Was ist der Unterschied zwischen VLAN und VXLAN?

VXLAN, als Erweiterung von VLAN, weist Unterschiede zu diesem auf, die weitaus bedeutender sind, als sie zunächst erscheinen mögen. Obwohl beide zum Bereich der Netzwerkvirtualisierung gehören, unterscheiden sie sich erheblich in Aspekten wie Netzwerkisolierung und Flexibilität. Lassen Sie mich Sie durch ihre Unterschiede führen:

Betriebsschicht:

VLAN, das auf der Sicherungsschicht (Layer 2) implementiert ist, erreicht eine logische Netzwerkisolierung, indem verschiedene Ports auf einem Switch in unterschiedliche virtuelle Netzwerke getrennt werden. VXLAN hingegen, das auf der Netzwerkschicht (Layer 3) arbeitet, richtet logische Tunnel in einem IP-Netzwerk ein, kapselt Datenpakete ein und überträgt sie von einem VXLAN-Netzwerkendpunkt zu einem anderen, wodurch die Kommunikation zwischen virtuellen Netzwerken erleichtert wird.

Identifier-Bitgröße:

Wie bereits erwähnt, ist VLAN auf eine 12-Bit-VLAN-Kennung beschränkt und unterstützt höchstens 4096 eindeutige VLANs. Während dies für einige kleinskalige Anwendungen ausreichend ist, erweist sich VLAN für großflächige Bereitstellungen als unzureichend. Im Gegensatz dazu verfügt VXLAN über eine 24-Bit-VXLAN-Netzwerkkennung (VNI), die beeindruckende 16777215 eindeutige VXLAN-Kennungen unterstützt, wodurch es sich gut für umfangreichere und komplexere Netzwerkanforderungen eignet.

Netzwerkisolierung und Flexibilität:

VLAN bietet nur eine grundlegende Netzwerkisolierung und erfordert in großen Netzwerkumgebungen eine separate Konfiguration und Verwaltung für jeden Benutzer. Darüber hinaus bringt VLAN Einschränkungen bei der Kommunikation über Subnetzgrenzen hinweg mit sich. VXLAN hingegen führt das Konzept der logischen Isolierung ein und vereinfacht so die Verwaltung. Außerdem ermöglicht VXLAN virtuellen Maschinen und Containern die Kommunikation über verschiedene Subnetze hinweg, bietet größere Flexibilität und erleichtert die Migration.

Betriebsmechanismus:

VLAN nutzt den Standard 802.1Q und fügt dem Frame-Header VLAN-Tags hinzu, um das virtuelle Netzwerk zu kennzeichnen, zu dem ein Datenpaket gehört. Im Gegensatz dazu verwendet VXLAN UDP-Kapselung und erstellt einen logischen Tunnel in einem IP-Netzwerk zwischen den Quell- und Zielnetzwerkgeräten. Es kapselt Layer-2-Ethernet-Frames in UDP und überträgt sie über Layer-3-Netzwerke. Der Vorteil von VXLAN liegt in seiner Fähigkeit, in jedem Netzwerk zu arbeiten, das die Übertragung von UDP-Paketen unterstützt, wobei die physische Anordnung und Entfernung zwischen den zugrunde liegenden Netzwerkknoten keine Einschränkungen darstellen, solange UDP-Pakete vom kapselnden VXLAN-Tunnelendpunkt (VTEP) zum entkapselnden VTEP weitergeleitet werden können.

Anwendung von VXLAN

In Rechenzentrumsnetzwerken wird die Bereitstellung einer Spine-Leaf-Architektur eingesetzt, um VXLAN-basierte Rechenzentren zu realisieren. Die Integration von MLAG erhöht die Zuverlässigkeit der Netzwerkarchitektur und gewährleistet gleichzeitig eine optimale Leistung. Durch das Vorhandensein von VXLAN stellt diese Lösung die flexible Bereitstellung umfangreicher Migrationen virtueller Maschinen und Benutzerdienste sicher. Sie ist auf große Rechenzentren oder Cloud-Computing-Umgebungen zugeschnitten und erfüllt die Anforderungen größerer und komplexerer Netzwerkanforderungen.

Fazit

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass VXLAN sich als entscheidende Technologie zur Modernisierung von Netzwerkarchitekturen erweist, Skalierbarkeitsbeschränkungen adressiert und flexible Bereitstellungen in großen Rechenzentren und Cloud-Computing-Umgebungen ermöglicht. Als Layer-3-Netzwerkvirtualisierungstechnologie gewährleistet VXLAN nicht nur die Privatsphäre und Sicherheit der Benutzer, sondern garantiert auch die Unabhängigkeit der Verkehrsdaten. Für weitere Fragen oder Klärungen wenden Sie sich bitte jederzeit an die CCIE/HCIE-Ingenieure von QSFPTEK unter [email protected].