Qu’est-ce que VXLAN et pourquoi en avons-nous besoin ?

Alors que les initiatives cloud et les technologies de virtualisation façonnent continuellement notre compréhension et nos exigences en matière de réseaux, VXLAN, en tant que technologie clé, émerge discrètement, modifiant les contraintes des réseaux traditionnels et ouvrant de toutes nouvelles possibilités pour l’architecture réseau. Cet article vous fournira une compréhension complète de VXLAN, de son rôle dans les réseaux et des raisons pour lesquelles nous en avons besoin.

Qu'est-ce que VXLAN, est-ce une nécessité ?

VXLAN est une technologie de réseau de virtualisation créée par l’Internet Engineering Task Force en 2014. Il s’agit d’une extension du VLAN de couche deux, conçue pour offrir une fonctionnalité similaire à celle du VLAN, mais avec une évolutivité et une flexibilité accrues. VXLAN permet à plusieurs organisations ou utilisateurs de partager un seul réseau physique, chaque utilisateur ne pouvant pas voir le trafic réseau d’une autre organisation. Essentiellement, VXLAN est une technologie de tunneling qui établit un tunnel logique sur un réseau IP entre le périphérique réseau d’origine et le périphérique réseau cible, encapsulant et transférant les paquets côté utilisateur via le tunnel.

Alors, pourquoi la technologie VXLAN est-elle nécessaire ? Cela doit être expliqué sous plusieurs aspects :

Évolutivité :

En raison de la limitation du VLAN, qui ne dispose que d’identifiants sur 12 bits, il peut prendre en charge un maximum de 4096 VLAN uniques. Cette limitation le rend inadéquat pour les centres de données à grande échelle ou les applications de cloud computing. VXLAN, en revanche, utilise des identifiants réseau VXLAN (VNI) sur 24 bits et peut prendre en charge jusqu’à 16777215 identifiants VXLAN uniques. Cette fonctionnalité offre une plus grande évolutivité afin de répondre aux exigences de n’importe quel scénario.

Adaptation à la virtualisation à grande échelle :

Avec VXLAN offrant jusqu’à 16777215 identifiants uniques, dépassant largement les 4096 de VLAN. À mesure que le réseau évolue, VLAN nécessite une configuration et une gestion individuelles pour chaque utilisateur. VXLAN introduit une isolation logique, simplifiant la gestion. VXLAN permet également aux machines virtuelles et aux conteneurs de communiquer entre différents sous-réseaux, augmentant la flexibilité et permettant une migration plus libre des machines virtuelles et des conteneurs, sans être limitée par la topologie physique.

Surmonter les limites physiques du réseau :

L'encapsulation des paquets VXLAN à l'aide d'UDP lui permet de fonctionner sur tout réseau capable de transmettre des paquets UDP. Tant que les paquets UDP peuvent être transférés depuis le point de terminaison du tunnel VXLAN encapsulant vers le VTEP de désencapsulation, la disposition physique et la distance entre les nœuds du réseau sous-jacent deviennent moins importantes. Il s'agit d'un facteur crucial permettant à VXLAN de surmonter les limitations imposées par le réseau physique.

Quelle est la différence entre VLAN et VXLAN ?

VXLAN, en tant qu’extension du VLAN, présente entre eux des différences beaucoup plus importantes qu’elles ne pourraient le sembler au premier abord. Bien que les deux appartiennent au domaine de la virtualisation des réseaux, ils diffèrent considérablement sur des aspects tels que l’isolation du réseau et la flexibilité. Permettez-moi de vous guider à travers leurs distinctions :

Couche d’exploitation :

Le VLAN, mis en œuvre au niveau de la couche liaison de données (couche 2), réalise une isolation logique du réseau en séparant différents ports en réseaux virtuels distincts sur un commutateur. En revanche, le VXLAN, fonctionnant au niveau de la couche réseau (couche 3), établit des tunnels logiques sur un réseau IP, encapsulant et transmettant des paquets de données d’un point de terminaison de réseau VXLAN à un autre, facilitant ainsi la communication entre réseaux virtuels.

Taille en bits de l’identifiant :

Comme mentionné précédemment, le VLAN est limité à un identifiant VLAN de 12 bits, prenant en charge au maximum 4096 VLAN uniques. Bien que cela soit suffisant pour certaines applications à petite échelle, le VLAN s’avère insuffisant pour les déploiements à grande échelle. En revanche, VXLAN dispose d’un identifiant réseau VXLAN (VNI) de 24 bits, prenant en charge pas moins de 16777215 identifiants VXLAN uniques, ce qui le rend bien adapté à des exigences réseau plus étendues et complexes.

Isolation et flexibilité du réseau :

VLAN ne fournit qu’une isolation réseau de base, nécessitant une configuration et une gestion séparées pour chaque utilisateur dans les environnements réseau à grande échelle. De plus, VLAN impose des limitations à la communication inter-sous-réseaux. VXLAN, en revanche, introduit le concept d’isolation logique, ce qui simplifie la gestion. En outre, VXLAN permet aux machines virtuelles et aux conteneurs de communiquer entre différents sous-réseaux, offrant une plus grande flexibilité et facilitant la migration.

Mécanisme opérationnel :

VLAN utilise la norme 802.1Q, ajoutant des balises VLAN à l'en-tête de trame pour marquer le réseau virtuel auquel appartient un paquet de données. En revanche, VXLAN utilise l'encapsulation UDP, créant un tunnel logique sur un réseau IP entre les dispositifs réseau source et destination. Il encapsule les trames Ethernet de couche 2 dans UDP et les transmet via des réseaux de couche 3. L'avantage de VXLAN réside dans sa capacité à fonctionner sur tout réseau prenant en charge la transmission de paquets UDP, la disposition physique et la distance entre les nœuds réseau sous-jacents n'imposant aucune limitation, tant que les paquets UDP peuvent être transférés du point de terminaison de tunnel VXLAN d'encapsulation (VTEP) au VTEP de désencapsulation.

Application du VXLAN

Dans les réseaux de centres de données, le déploiement d’une architecture spine-leaf est utilisé pour mettre en place des centres de données basés sur VXLAN. L’intégration de MLAG renforce la fiabilité de l’architecture réseau tout en garantissant des performances optimales. Grâce à la présence de VXLAN, cette solution assure un déploiement flexible des migrations étendues de machines virtuelles et des services utilisateur. Adaptée aux centres de données à grande échelle ou aux environnements de cloud computing, elle répond aux exigences de réseaux plus vastes et plus complexes.

Conclusion

En conclusion, VXLAN apparaît comme une technologie essentielle pour moderniser les architectures réseau, répondre aux limites d’évolutivité et permettre des déploiements flexibles dans les centres de données à grande échelle et les environnements de cloud computing. En tant que technologie de virtualisation de réseau de couche 3, VXLAN garantit non seulement la confidentialité et la sécurité des utilisateurs, mais assure également l’indépendance des données de trafic. Pour toute demande supplémentaire ou clarification, n’hésitez pas à contacter les ingénieurs CCIE/HCIE de QSFPTEK à l’adresse [email protected].