了解VXLAN：虛擬可擴展LAN技術指南

在現(xiàn)代網(wǎng)絡架構中，尤其是在數(shù)據(jù)中心內(nèi)，對可擴展、安全且高效的覆蓋網(wǎng)絡的需求已變得至關重要。VXLAN（虛擬可擴展LAN）是一種網(wǎng)絡虛擬化技術，旨在通過在現(xiàn)有第3層基礎設施之上創(chuàng)建大規(guī)模覆蓋網(wǎng)絡來滿足這一需求。本文深入探討了VXLAN及其在構建強大的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡中的作用。

什么是VXLAN？

虛擬可擴展LAN(VXLAN)是一種網(wǎng)絡覆蓋技術，允許在物理網(wǎng)絡基礎設施之上部署虛擬網(wǎng)絡。它通過顯著增加可用網(wǎng)絡段的數(shù)量來增強傳統(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)絡標識符(VNI)的VXLAN報頭，這可將網(wǎng)絡段的可擴展性提高到1600萬，遠遠超過4096個vlan的限制。

VXLAN的運作方式是為跨不同網(wǎng)絡的虛擬機(VM)創(chuàng)建虛擬網(wǎng)絡，使虛擬機看起來好像位于同一LAN上，而不管其底層網(wǎng)絡拓撲如何。此過程通常稱為“隧道”，由封裝和解封裝流量的VXLAN隧道端點(VTEP)來促進。此外，VXLAN通常與虛擬化技術和數(shù)據(jù)中心一起使用，它提供了跨不同物理網(wǎng)絡和位置跨越虛擬網(wǎng)絡的方法。

VXLAN解決了什么問題？

VXLAN主要解決現(xiàn)代網(wǎng)絡環(huán)境中與傳統(tǒng)VLAN（虛擬局域網(wǎng)）相關的幾個限制，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)絡分段和可擴展性

數(shù)據(jù)中心通常運行大量工作負載，需要明確的網(wǎng)絡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)絡設計和擴展更加高效。

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)絡分配唯一的VNI來保持每個租戶的數(shù)據(jù)隔離。

虛擬機移動性

數(shù)據(jù)中心的虛擬化要求虛擬機能夠無縫地從一臺服務器遷移到另一臺服務器。借助VXLAN，遷移過程是透明的，因為無論虛擬機在數(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)絡分段地址空間來克服這一問題。

如何利用VXLAN構建數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡

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

與現(xiàn)有基礎設施共存

VXLAN可以覆蓋現(xiàn)有的網(wǎng)絡基礎設施，這意味著它可以逐步部署，而無需進行重大的網(wǎng)絡重新配置或硬件升級。

簡化網(wǎng)絡管理

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

增強安全性

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

網(wǎng)絡設計的靈活性

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

提高網(wǎng)絡性能

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)中心應用的高性能網(wǎng)絡。

集成SDN和網(wǎng)絡虛擬化

VXLAN是許多SDN和網(wǎng)絡虛擬化平臺的關鍵組件。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)絡功能。

通過使用VXLAN，組織可以創(chuàng)建靈活、可擴展且安全的網(wǎng)絡基礎設施，以滿足現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心不斷變化的需求。

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