QinQ berbanding VLAN berbanding VXLAN
Pengarang Yana
Tarikh 08/10/2023
Teknologi VLAN (rangkaian kawasan setempat maya) menghapuskan sekatan jarak dan lokasi fizikal, serta memudahkan pengurusan rangkaian. Walau bagaimanapun, apabila bilangan peranti dan pengguna bertambah dalam rangkaian berskala besar, VLAN menghadapi batasan dengan maksimum 4094 VLAN dan penggunaan pautan rangkaian yang tidak cekap. Untuk mengatasi cabaran ini, teknologi VXLAN (LAN boleh dikembangkan maya) dan QinQ telah muncul. Artikel ini akan menerangkan dan membandingkan ketiga-tiga teknologi ini. Dalam artikel ini, ketiga-tiga teknologi ini, QinQ vs. VLAN vs. VXLAN, akan diterangkan dan dibandingkan.
Gambaran Keseluruhan VLAN, VXLAN dan QinQ
Apakah VLAN (LAN Maya)?
VLAN ialah teknologi yang membahagikan rangkaian kepada berbilang domain siaran. Dalam setiap domain siaran, pengguna boleh berkomunikasi secara bebas. Apabila membina sambungan antara VLAN yang berbeza, terdapat dua konsep asas yang perlu difahami: penandaan VLAN dan penghalaan antara VLAN.
Penandaan VLAN melibatkan penambahan pengecam unik pada bingkai semasa bingkai tersebut melalui port trunk VLAN, yang membolehkan bingkai daripada VLAN yang berbeza melaluinya. Salah satu kaedah penandaan ialah IEEE 802.1Q. Mengkonfigurasi VLAN adalah mudah dan mesra pengguna, sama ada melalui CLI (Antara Muka Baris Perintah) atau antara muka pengguna berasaskan web.
Apakah QinQ（802.1Q-in-802.1Q)？
QinQ, yang juga dirujuk sebagai VLAN stacking atau VLAN berganda, diseragamkan di bawah IEEE 802.1ad. Ia melibatkan pembungkusan tag VLAN dengan dua lapisan—tag dalaman rangkaian persendirian dan tag luaran rangkaian awam. Q-in-Q digunakan secara meluas dalam rangkaian teras pembawa. Dengan membungkus tag VLAN rangkaian persendirian dalam tag VLAN rangkaian awam, QinQ membolehkan paket bertag VLAN berganda bergerak melalui rangkaian teras pembawa (iaitu rangkaian awam). Mekanisme ini memperluas kapasiti VLAN yang tersedia dan memudahkan pengurusan pengguna yang lebih tepat.
Piawaian IEEE 802.1Q menetapkan medan ID VLAN 12-bit yang membolehkan sehingga 4096 VLAN dikenal pasti. Walau bagaimanapun, apabila rangkaian terus berkembang, had ini menjadi semakin membataskan. Sebagai tindak balas, IEEE 802.1ad, iaitu sambungan kepada piawaian 802.1Q, memperkenalkan tag 802.1Q tambahan (dirujuk sebagai tag VLAN) kepada paket yang asalnya ditag dengan 802.1Q. Inovasi ini mengembangkan bilangan VLAN yang berpotensi kepada 4094 x 4094. Paket yang mempunyai dua tag ini dirujuk sebagai paket QinQ.
Paket QinQ mengikut struktur yang diseragamkan. Biasanya, paket bertanda 802.1Q bersarang dalam tag 802.1Q tambahan, maka terma "QinQ". Apabila paket merentasi rangkaian, paket tersebut dihalakan dalam rangkaian awam berdasarkan tag VLAN luar. Tag VLAN dalam dianggap sebagai data dan merentasi rangkaian awam bersamanya. Konfigurasi dwi-tag ini menyebabkan paket QinQ mempunyai tambahan empat bait berbanding paket bertanda VLAN 802.1Q standard.
Terdapat dua jenis utama pelaksanaan QinQ: QinQ Asas dan QinQ Terpilih.
QinQ asas menggunakan pendekatan penandaan berasaskan port. Apabila paket tiba pada antara muka dengan VPN VLAN didayakan, suis menandakan paket tersebut dengan tag VLAN lalainya. Sama ada paket masuk itu telah ditandakan atau tidak, hasilnya adalah sama. Jika telah ditandakan, paket tersebut akan mempunyai tag VLAN berganda; jika tidak, paket tersebut akan mempunyai tag VLAN bersama port suis.
QinQ terpilih merangkumi keupayaan QinQ asas sambil memperkenalkan tahap fleksibiliti yang lebih tinggi. Ia mengenal pasti teg VLAN dalaman sesuatu paket berdasarkan alamat MAC, protokol IP, alamat IP sumber dan teg VLAN, kemudian menentukan teg yang harus ditambahkan.
Apakah VXLAN (Virtual Extensible LAN)?
VXLAN, yang juga dikenali sebagai Virtual Extensible LAN, ialah teknologi yang membolehkan rangkaian tindanan Lapisan 2 dibina di atas rangkaian Lapisan 3 menggunakan enkapsulasi MAC address-in-user datagram protocol (MAC-in-UDP). Dalam pusat data, VXLAN muncul sebagai protokol utama untuk mencipta rangkaian tindanan yang berada di atas rangkaian fizikal, sekali gus memudahkan pelaksanaan rangkaian maya. Dengan memanfaatkan protokol VXLAN, rangkaian pusat data boleh dimayakan dengan berkesan sambil memenuhi keperluan pusat data berbilang penyewa melalui penyediaan keupayaan pembahagian yang luas pada skala besar. Ringkasnya, VXLAN menyediakan perkhidmatan yang serupa dengan VLAN, tetapi dengan kebolehkembangan dan fleksibiliti yang dipertingkatkan. Seperti QinQ, paket VXLAN mengikut format yang konsisten. Menggunakan enkapsulasi VXLAN MAC-in-UDP, paket asal diberikan pengepala VXLAN dan kemudiannya diletakkan di dalam paket IP UDP. Berikut ialah gambar rajah ringkas untuk menggambarkan konsep ini.
Pengepala VXLAN: Terdiri daripada Pengecam Rangkaian Maya (VNID) 24-bit yang digunakan untuk mengenal pasti segmen Lapisan 2 dan mengekalkan pengasingan Lapisan 2 antara segmen tersebut. Kesemua 24 bit dalam VNID mentakrifkan maksimum 16 juta segmen LAN yang boleh disokong oleh VXLAN.
Pengepala UDP Luaran: VTEP (VXLAN Tunnel Endpoint) memperuntukkan port sumber dalam pengepala UDP, manakala port destinasi biasanya ialah port UDP 4789.
Pengepala IP Luaran: Mengandungi alamat IP sumber yang dikaitkan dengan VTEP sumber dan berkorelasi dengan sumber bingkai dalaman.
Pengepala Ethernet Luaran: Alamat MAC sumber dalam pengepala Ethernet luar sepadan dengan VTEP yang dipautkan kepada sumber bingkai dalaman.
The QSFPTEK Siri S5600 dan siri S7600 suis lapisan 3 menyokong VXLAN dan ciri pusat data lain yang direka untuk menawarkan prestasi tinggi.
Perbezaan Antara QinQ, VLAN dan VXLAN
VLAN telah digunakan untuk menangani beberapa isu, termasuk mengasingkan rangkaian Lapisan 2, mencegah flooding dan bertindak sebagai antara muka penghalaan. Keupayaan untuk menyokong VLAN kini tersedia secara meluas dalam sistem dan peranti rangkaian seperti suis Ethernet, penghala dan tembok api. Walau bagaimanapun, fokus kertas kerja ini adalah terutamanya pada pengetegan VLAN. Pengetegan VLAN memainkan peranan utama dalam memudahkan komunikasi antara VLAN yang berbeza.
Seperti yang dinyatakan sebelum ini, penandaan VLAN menggunakan sama ada protokol IEEE 802.1Q atau ISL (Inter-Switch Link) untuk melampirkan tag pada bingkai yang merentasi VLAN yang berbeza. Bingkai yang tertakluk kepada kaedah penandaan ini membawa satu tag. Sebaliknya, teknologi QinQ menawarkan fleksibiliti yang lebih besar berbanding VLAN. Ini jelas dalam keupayaannya untuk menandakan bingkai atau paket masuk secara terpilih. Selain itu, tag VLAN luar menangani batasan ID VLAN yang terhad dengan berkesan. Pada masa yang sama, tag dalam yang unik mengurangkan konflik antara ID VLAN peribadi dan awam, lalu menyediakan penyelesaian VPN Lapisan 2 yang ringkas dan sesuai untuk rangkaian perusahaan kecil dan besar.
Dari segi VXLAN, ia menawarkan fungsi yang serupa dengan QinQ pada tahap tertentu, tetapi lapisan operasinya memberikan kebolehkembangan yang lebih besar. VXLAN menggunakan enkapsulasi MAC-dalam-UDP, yang meluaskan skop rangkaian Lapisan 2 dengan ketara. Dengan perkembangan pengkomputeran awan, keperluan penyewa terhadap infrastruktur rangkaian menjadi semakin menuntut, khususnya dalam pusat data tervirtual. Fenomena ini meningkatkan keperluan terhadap rangkaian Lapisan 2 yang teguh.
Pelaksanaan MAC-in-UDP menyokong penggunaan VNID 24-bit, yang memudahkan pengehosan berbilang penyewa dalam satu pusat data sambil mengatasi batasan jarak fizikal dan halangan penggunaan. Hasilnya, VXLAN semakin mendapat perhatian dalam persekitaran pengkomputeran awan dan virtualisasi sejak beberapa tahun kebelakangan ini. Walau bagaimanapun, berbanding VLAN dan QinQ, teknologi VXLAN lebih mahal dan kompleks. Oleh itu, tidak semua suis VLAN menyertakan fungsi ini.
Kesimpulan
QinQ berbanding VLAN berbanding VXLAN, setiap teknologi memenuhi keperluan rangkaian yang unik. QinQ cemerlang dalam penyusunan bertingkat dan peluasan VLAN. VLAN mengatur rangkaian, manakala VXLAN membuat penskalaan melalui MAC-in-UDP. Pilihan bergantung pada butiran khusus: QinQ menawarkan VLAN lanjutan, VLAN adalah asas, dan VXLAN menawarkan virtualisasi serba boleh. Seiring dengan perkembangan teknologi VLAN dan rangkaian Lapisan 2/3, penyelesaian lanjutan seperti QinQ dan VXLAN menangani cabaran semasa serta meningkatkan kecekapan untuk masa hadapan.
Kongsi
