پروتکل VXLAN تحولی در تفکیک و تقسیم بندی شبکه های کامپیوتری براساس استاندارد VLAN بندی بود که به سبب آن مقایس پذیری بالاتری را نسبت به VLAN بندی ارائه میکند. براساس استاندارد 802.1Q به منظور تفکیک سازی شبکه های Layer 2، ما توانایی استفاده از 4096 عدد Vlan را داریم که این موضوع در گذشته بسیار کارآمد و پر استفاده بود زیرا جوابگو نیاز سازمان ها و مراکز داده بود اما با گذشت روز افزون و پیشرفت تکنولوژی امروزه نیازمان به تفکیک شبکه هایمان بسیار بیشتر شده است و ما نیاز داریم فراتر از مقدار و اندازه استاندارد قدیمی VLAN جلو برویم.از همین بابت پروتکلی ارائه شد تحت عنوان VXLAN که به سبب این پروتکل ما توانایی ایجاد Segment های مختلف تا بیش از 16میلیون را پیدا کردیم و این خود بسیار ارزشمند میباشد.
کنولوژی سیسکو VXLAN مخفف کلمه virtual extensive local area network است. سیسکو VXLAN اساس کارش بر ارسال مالتیکست میباشد.
همانگونه که از نامش پیداست قرار است که همان کارایی VLAN را داشته باشد. اما با قدرت انعطاف بیشتر
و محدودیتهای کمتر، البته با یک نوع مکانیزم خاص. در واقع با مکانیزم کپسوله کردن ترافیک لایه دو در لایه سه و بر روی بسترIP،
که در ادامه به آموزش سیسکو VXLAN و همین طور Encapsulation و مزایا و مقایسه آن میپردازیم.
در مراکز داده، VXLAN رایجترین پروتکل برای ایجاد شبکههایی است که دارای اثر و گزینههای هم پوشانی Overlay Network)) هستند به کار میرود.
Overlay Networkشبکهای هست که به کمک پروتکل VXLAN ایجاد میشود در اصل امکانی و شرایطی را برای کاربران فراهم میکند که دسترسی لایه دو از طریق شبکه IP لایه سه برقرار شود.
VXLAN استفاده از یک شبکه مجازی اعم از سوئیچها، روترها، فایروالها، load balancers و غیره را برای کاربران امکانپذیر میکند. این پروتکل دارای قابلیت پشتیبانی از virtualization و Data center و آدرسدهی در آنها را دارد. همچنین این پروتکل مراکز و دیتاسنترهای multi-tenant و دیتاسنترها در مقیاسهای بزرگ یک تقسیمبندی و تفکیک را برای ما فراهم میکند.
مراکز داده در طی دهه گذشته به سرعت مجازیسازی سرور خود را افزایش دادهاند، که این مورد باعث افزایش انعطافپذیری در شبکهها شده است.
مجازیسازی شبکه و جدا کردن شبکه مجازی از شبکه فیزیکی مدیریت شبکهها برای مدیران شبکه آسانتر شده است.
ستاندارد VXLAN در دیتاسنتر چیست؟
VXLAN پروتکلی است که در سال ۲۰۱۱ معرفی شده است. این مکانیزم به عنوان RFC 7348 توسط سازمان IETFثبت و دنبال شده است.
این استاندارد به ما اجازه میدهد تعداد VLANهای بیشتری در شبکه خود داشته باشیم. همچنین باعث میشود
محدودیتهای VLAN در شبکه نداشته باشیم. اساسا دلیل اصلی پیدایش VXLAN منظور مقابله با مشکل مقیاسپذیری با VLAN میباشد.
- VLAN هر دامنه پخش جدا شده و جدا شده Layer2 در یک شبکههای بزرگ است. VXLAN یک پروتکل کپسولهسازی برای اجرای شبکه روی زیرساختهای موجود در لایه سه میباشد.
- VLAN از پروتکل Spanning-Tree (STP) استفاده میکند که مسیرهای اضافی را برای جلوگیری از ایجاد ترافیک در شبکه مسدود کند. لذا تنها نیمی از مسیرهای موجود در دسترس میباشد. ولی VXLAN از پروتکل مسیریاب لایه سه استفاده میکند تا از تمام قسمتهای موجود با فناوریهایی مانند ECMP (مساوی مسیریابی چند برابر مسیریابی) استفاده کند.
- VLAN برای کپسولهسازی از تگ VLAN در حالت لایه دو برای گسترش VLAN در سوئیچها استفاده میکند، ولی VXLAN از MAC و UDP برای گسترش قسمتهای لایهای دو در بخشهای مختلف استفاده میکند.
- VLAN از شناسه ۱۲ بیتی استفاده میکند، که مقیاس آن تا ۴۰۹۴ است، ولی VXLAN از شناسه ۲۴ بیتی استفاده میکندو مقیاس آن تا ۱۶ میلیون VXLAN است.
- VLANها در شبکههای زیرساختهای مجازی استفاده میشود ولی VXLANها بیشتر در شبکههای Cloud استفاده میشود.
- وقتی از VLANها استفاده میکنیم، پروتکل STP از ایجاد Loop در لایه دو جلوگیری میکند. یعنی توسط بلاک کردن مسیرهای redundant و باعث میشود تقریبا نیمی از مسیرها موجود باشند و نیمی از آنها قابل استفاده نباشند. ولی در VXLAN نیازی به این پروتکل نیست.
- در VXLAN بدلیل اینکه روتینگ روی underlaying network انجام داده میشود پس در این حالت با پروتکل ECMP کار میکنیم. در VLANها از مکانیزیم VLAN Tagging استفاده میشود، اما درVXLANها از مکانیزم MAC-in-UDP استفاده میشود.
روش Encapsulation تکنولوژیVXLAN
این تکنولوژی با Encapsulate کردن مک آدرس در بسته های UDP انتشار VLAN را بر روی بستر IP ممکن ساخته و میتوانیم تمامی VLAN ها را از هر نقطه ای به نقطه دیگر امکانپذیر میسازد.
همانطور که در شکل زیر مشاهده میکنید به فریم لایه 2 اصلی ما هدر VXLAN اضافه شده و سپس بسته در یک دیتاگرام UDP قرارگرفته و در نهایت با اضافه شدن هدر IP به Packet تبدیل شده و آماده انتقال می گردد.
همانطور که در شکل بالا مشاهده میکنید VXLANیک هدر 8 بایتی اضافه کرده و که 24 بیت آن شامل VNID و تعدادی بیت رزرو میباشد. با استفاده از این 24 بیت سگمنت ها از یکدیگر متمایز میشوند.
برای برقرای ارتباط در معماری بالا نیاز به تجهیزی داریم که در اصطلاح به آن VXLAN Tunnel Endpoint(VTEP) گفته می شود که از یک طرف با سگمنت لایه 2 ای ما در ارتباط بوده و از طرف دیگر با شبکه IP در ارتباط میباشد. همانطور که در شکل زیر مشاهده میکنید VTEP توسط IP با ریموت ساید خود ارتباط برقرار کرده و مک آدرس های متصل به آن همسایه را از طریق این IP یاد میگیرد. در واقع هر دستگاه جدول Mapping ای داشته که شامل Mac-Address To VTEP می باشد.
هنگامی که Host A قصد ارسال ترافیک به Host B را دارد یک فریم اترنت تشکیل می گردد که مک آدرس مقصد این فریم مک آدرس Host B می باشد و این فریم به سمت VTEP2 ارسال میشود. VTEP2 در جدول Mapping خود نگاشت MAC B به VTEP2 را داشته و هدر های VXLAN و UDP را انجام داده و هدر بیرونی IP را اضافه میکند و بسته به سمت Router-1 ارسال شده و توسط تانل به Router-2 رسیده و سپس تحویل VTEP2 میگردد. VTEP2 با Decapsulate کردن هدرهای UDP و VXLAN بسته به Host B تحویل می گردد.
About The Author
بیشتر از اینها