了解VXLAN：虛擬可擴(kuò)展LAN技術(shù)指南

在現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中，尤其是在數(shù)據(jù)中心內(nèi)，對可擴(kuò)展、安全且高效的覆蓋網(wǎng)絡(luò)的需求已變得至關(guān)重要。VXLAN（虛擬可擴(kuò)展LAN）是一種網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)，旨在通過在現(xiàn)有第3層基礎(chǔ)設(shè)施之上創(chuàng)建大規(guī)模覆蓋網(wǎng)絡(luò)來滿足這一需求。本文深入探討了VXLAN及其在構(gòu)建強(qiáng)大的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)中的作用。

什么是VXLAN？

虛擬可擴(kuò)展LAN(VXLAN)是一種網(wǎng)絡(luò)覆蓋技術(shù)，允許在物理網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施之上部署虛擬網(wǎng)絡(luò)。它通過顯著增加可用網(wǎng)絡(luò)段的數(shù)量來增強(qiáng)傳統(tǒng)VLAN。VXLAN將以太網(wǎng)幀封裝在用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議(UDP)數(shù)據(jù)包中以在網(wǎng)絡(luò)上傳輸，從而允許第2層鏈路跨越第3層邊界。每個封裝的數(shù)據(jù)包都包含一個帶有24位VXLAN網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識符(VNI)的VXLAN報頭，這可將網(wǎng)絡(luò)段的可擴(kuò)展性提高到1600萬，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過4096個vlan的限制。

VXLAN的運(yùn)作方式是為跨不同網(wǎng)絡(luò)的虛擬機(jī)(VM)創(chuàng)建虛擬網(wǎng)絡(luò)，使虛擬機(jī)看起來好像位于同一LAN上，而不管其底層網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淙绾巍４诉^程通常稱為“隧道”，由封裝和解封裝流量的VXLAN隧道端點(VTEP)來促進(jìn)。此外，VXLAN通常與虛擬化技術(shù)和數(shù)據(jù)中心一起使用，它提供了跨不同物理網(wǎng)絡(luò)和位置跨越虛擬網(wǎng)絡(luò)的方法。

VXLAN解決了什么問題？

VXLAN主要解決現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中與傳統(tǒng)VLAN（虛擬局域網(wǎng)）相關(guān)的幾個限制，尤其是在大型數(shù)據(jù)中心和云計算中。以下是VXLAN解決這些限制的方法：

網(wǎng)絡(luò)分段和可擴(kuò)展性

數(shù)據(jù)中心通常運(yùn)行大量工作負(fù)載，需要明確的網(wǎng)絡(luò)分段以用于管理和安全目的。VXLAN可確保配置足夠數(shù)量的隔離段，從而使網(wǎng)絡(luò)設(shè)計和擴(kuò)展更加高效。

多租戶

在云環(huán)境中，資源由多個租戶共享。VXLAN通過為每個租戶的網(wǎng)絡(luò)分配唯一的VNI來保持每個租戶的數(shù)據(jù)隔離。

虛擬機(jī)移動性

數(shù)據(jù)中心的虛擬化要求虛擬機(jī)能夠無縫地從一臺服務(wù)器遷移到另一臺服務(wù)器。借助VXLAN，遷移過程是透明的，因為無論虛擬機(jī)在數(shù)據(jù)中心的物理位置如何，它們都可以保持其網(wǎng)絡(luò)屬性。

克服VLAN限制

傳統(tǒng)的以太網(wǎng)VLAN數(shù)量有限，這在大規(guī)模環(huán)境中帶來了挑戰(zhàn)。VXLAN通過提供更大的網(wǎng)絡(luò)分段地址空間來克服這一問題。

如何利用VXLAN構(gòu)建數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)

在構(gòu)建數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施時，VXLAN是一種合適的覆蓋技術(shù)，可與現(xiàn)有的第3層架構(gòu)無縫集成。通過這樣做，它提供了幾個好處：

與現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施共存

VXLAN可以覆蓋現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，這意味著它可以逐步部署，而無需進(jìn)行重大的網(wǎng)絡(luò)重新配置或硬件升級。

簡化網(wǎng)絡(luò)管理

VXLAN通過將覆蓋網(wǎng)絡(luò)（虛擬機(jī)所在的位置）與物理底層網(wǎng)絡(luò)分離來簡化網(wǎng)絡(luò)管理，從而更輕松地管理和配置網(wǎng)絡(luò)資源。

增強(qiáng)安全性

通過VNIs對流量進(jìn)行分段，可以從邏輯上隔離敏感數(shù)據(jù)，減少網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的攻擊面，從而提高安全性。

網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的靈活性

借助VXLAN，架構(gòu)師可以在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計方面獲得靈活性，允許將服務(wù)器放置在數(shù)據(jù)中心的任何位置，而不受物理網(wǎng)絡(luò)配置的限制。

提高網(wǎng)絡(luò)性能

VXLAN的封裝過程可以受益于支持它的平臺上的硬件加速，從而實現(xiàn)適合要求苛刻的數(shù)據(jù)中心應(yīng)用的高性能網(wǎng)絡(luò)。

集成SDN和網(wǎng)絡(luò)虛擬化

VXLAN是許多SDN和網(wǎng)絡(luò)虛擬化平臺的關(guān)鍵組件。它通常與虛擬化管理系統(tǒng)和SDN控制器集成，后者管理VXLAN覆蓋層，提供動態(tài)、可編程的網(wǎng)絡(luò)功能。

通過使用VXLAN，組織可以創(chuàng)建靈活、可擴(kuò)展且安全的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，以滿足現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心不斷變化的需求。

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