A felhőalapú számítástechnika és a hálózatvirtualizáció korszakában a VXLAN (Virtual Extensible LAN) a skálázható, rugalmas átfedő hálózatok építésének sarokköve lett. A VXLAN architektúra középpontjában a VTEP (VXLAN Tunnel Endpoint) áll, egy kritikus fontosságú összetevő, amely lehetővé teszi a 2. rétegbeli forgalom zökkenőmentes továbbítását a 3. rétegbeli hálózatokon keresztül. Ahogy a hálózati forgalom egyre összetettebbé válik a különféle beágyazási protokollokkal, a hálózati csomagközvetítők (NPB-k) szerepe alagút-beágyazási sztrippelési képességekkel nélkülözhetetlenné vált a VTEP működésének optimalizálásában. Ez a blogbejegyzés a VTEP alapjait és a VXLAN-nal való kapcsolatát vizsgálja, majd azt vizsgálja, hogy az NPB-k alagút-beágyazási sztrippelési funkciója hogyan javítja a VTEP teljesítményét és a hálózat láthatóságát.
A VTEP megértése és kapcsolata a VXLAN-nal
Először is tisztázzuk az alapfogalmakat: a VTEP, a VXLAN Tunnel Endpoint rövidítése, egy hálózati entitás, amely a VXLAN csomagok beágyazásáért és kibontásáért felelős egy VXLAN overlay hálózatban. A VXLAN alagutak kiindulópontjaként és végpontjaként szolgál, "átjáróként" működve, amely hidat képez a virtuális overlay hálózat és a fizikai underlay hálózat között. A VTEP-ek megvalósíthatók fizikai eszközként (például VXLAN-képes kapcsolók vagy routerek) vagy szoftveres entitásként (például virtuális kapcsolók, konténerhosztok vagy proxyk virtuális gépeken).
A VTEP és a VXLAN közötti kapcsolat eredendően szimbiotikus – a VXLAN a VTEP-ekre támaszkodik alapvető funkcióinak megvalósításához, míg a VTEP-ek kizárólag a VXLAN műveletek támogatására léteznek. A VXLAN alapvető értéke egy virtuális 2. rétegbeli hálózat létrehozása egy 3. rétegbeli IP-hálózat tetején MAC-in-UDP beágyazáson keresztül, leküzdve a hagyományos VLAN-ok skálázhatósági korlátait (amelyek csak 4096 VLAN azonosítót támogatnak) egy 24 bites VXLAN hálózati azonosítóval (VNI), amely akár 16 millió virtuális hálózatot is lehetővé tesz. A VTEP-ek így teszik ezt lehetővé: Amikor egy virtuális gép (VM) forgalmat küld, a helyi VTEP beágyazza az eredeti 2. rétegbeli Ethernet keretet egy VXLAN fejléc (amely a VNI-t tartalmazza), egy UDP fejléc (alapértelmezés szerint a 4789-es portot használja), egy külső IP fejléc (a forrás VTEP IP-címével és a cél VTEP IP-címével), valamint egy külső Ethernet fejléc hozzáadásával. A beágyazott csomagot ezután a 3. rétegű alárétegzett hálózaton keresztül továbbítják a cél VTEP-hez, amely a külső fejlécek eltávolításával dekapszulázza a csomagot, visszaállítja az eredeti Ethernet keretet, és a VNI alapján továbbítja a cél virtuális gépnek.
Ezenkívül a VTEP-ek olyan kritikus feladatokat is kezelnek, mint a MAC-cím tanulása (a helyi és távoli gazdagépek MAC-címeinek dinamikus leképezése a VTEP IP-címekhez), valamint a Broadcast, Unknown Unicast és Multicast (BUM) forgalom feldolgozása – akár multicast csoportokon, akár head-end replikáción keresztül, csak unicast módban. Lényegében a VTEP-ek azok az építőelemek, amelyek lehetővé teszik a VXLAN hálózati virtualizációját és több-bérlős izolációját.
A kapszulázott forgalom kihívása a VTEP-ek számára
A modern adatközponti környezetekben a VTEP forgalom ritkán korlátozódik a tisztán VXLAN beágyazásra. A VTEP-eken áthaladó forgalom gyakran több rétegű beágyazási fejlécet hordoz a VXLAN mellett, beleértve a VLAN-t, GRE-t, GTP-t, MPLS-t vagy IPIP-t. Ez a beágyazási komplexitás jelentős kihívásokat jelent a VTEP működése, valamint a későbbi hálózatmonitorozás, -elemzés és -biztonsági érvényesítés szempontjából:
○ - Csökkent látótávolságA legtöbb hálózatfigyelő és biztonsági eszköz (például az IDS/IPS, az áramláselemzők és a csomag-szippantók) a natív 2./3. rétegbeli forgalom feldolgozására szolgál. A beágyazott fejlécek elrejtik az eredeti hasznos adatot, így ezek az eszközök lehetetlenné teszik a forgalom tartalmának pontos elemzését vagy a rendellenességek észlelését.
○ - Megnövekedett feldolgozási többletterhelésMaguknak a VTEP-eknek is további számítási erőforrásokat kell fordítaniuk a többrétegű, beágyazott csomagok feldolgozására, különösen nagy forgalmú környezetekben. Ez megnövekedett késleltetéshez, csökkent átviteli sebességhez és potenciális teljesítménybeli szűk keresztmetszetekhez vezethet.
○ - Interoperabilitási problémákA különböző hálózati szegmensek vagy a többgyártós környezetek eltérő beágyazási protokollokat használhatnak. Megfelelő fejléc-eltávolítás nélkül a forgalom továbbítása vagy feldolgozása VTEP-eken keresztül hibás lehet, ami interoperabilitási problémákhoz vezethet.
Hogyan segíti az NPB-k alagútkapszulázási eljárása a VTEP-eket?
A Mylinking™ hálózati csomagközvetítők (NPB-k) alagút-beágyazási csupaszítási képességekkel a VTEP-ek „forgalom-előfeldolgozójaként” kezelik ezeket a kihívásokat. Az NPB-k képesek különféle beágyazási fejléceket (beleértve a VXLAN, VLAN, GRE, GTP, MPLS és IPIP) eltávolítani az eredeti adatcsomagokból, mielőtt a forgalmat továbbítanák a VTEP-eknek vagy monitorozó/biztonsági eszközöknek. Ez a funkció három fő előnyt biztosít a VTEP műveletek számára:
1. Fokozott hálózati láthatóság és biztonság
A beágyazási fejlécek eltávolításával az NPB-k felfedik a csomagok eredeti hasznos adatát, lehetővé téve a monitorozó és biztonsági eszközök számára, hogy „lássák” a tényleges forgalom tartalmát. Például, amikor a VTEP forgalmat továbbítják egy IDS/IPS-nek, az NPB először eltávolítja a VXLAN és MPLS fejléceket, lehetővé téve az IDS/IPS számára, hogy rosszindulatú tevékenységeket (például rosszindulatú programokat vagy jogosulatlan hozzáférési kísérleteket) észleljen az eredeti keretben. Ez különösen kritikus a több-bérlős környezetekben, ahol a VTEP-ek több bérlőtől származó forgalmat kezelnek – az NPB-k biztosítják, hogy a biztonsági eszközök a beágyazás akadályozása nélkül is megvizsgálhassák a bérlőkre jellemző forgalmat.
Továbbá az NPB-k szelektíven eltávolíthatják a fejléceket a forgalom típusa vagy a VNI alapján, részletes betekintést nyújtva az egyes virtuális hálózatokba. Ez segíti a hálózati rendszergazdákat a problémák (például csomagvesztés vagy késleltetés) elhárításában azáltal, hogy lehetővé teszi a forgalom pontos elemzését az egyes VXLAN szegmenseken belül.
2. Optimalizált VTEP teljesítmény
Az NPB-k leveszik a fejléc eltávolításának feladatát a VTEP-ekről, csökkentve a VTEP eszközök feldolgozási terhelését. Ahelyett, hogy a VTEP-ek CPU-erőforrásokat fordítanának több fejlécréteg (pl. VLAN + GRE + VXLAN) eltávolítására, az NPB-k kezelik ezt az előfeldolgozási lépést, lehetővé téve a VTEP-ek számára, hogy alapvető feladataikra összpontosítsanak: a VXLAN csomagok beágyazására/dekapszulázására és az alagútkezelésre. Ez alacsonyabb késleltetést, nagyobb átviteli sebességet és a VXLAN átfedő hálózat jobb teljesítményét eredményezi – különösen nagy sűrűségű virtualizációs környezetekben, több ezer virtuális géppel és nagy forgalmú terheléssel.
Például egy olyan adatközpontban, ahol az NPB-k és a switchek VTEP-ként működnek, egy NPB (például a Mylinking™ Network Packet Brokers) képes eltávolítani a VLAN és MPLS fejléceket a bejövő forgalomból, mielőtt az elérné a VTEP-eket. Ez csökkenti a VTEP-ek által végrehajtandó fejlécfeldolgozási műveletek számát, lehetővé téve számukra, hogy több egyidejű alagutat és forgalmi folyamatot kezeljenek.
3. Javított interoperabilitás heterogén hálózatokon keresztül
Többgyártós vagy többszegmenses hálózatokban az infrastruktúra különböző részei eltérő beágyazási protokollokat használhatnak. Például egy távoli adatközpontból érkező forgalom egy helyi VTEP-be érkezhet GRE beágyazással, míg a helyi forgalom VXLAN-t használ. Egy NPB képes eltávolítani ezeket a különböző fejléceket (GRE, VXLAN, IPIP stb.), és egy konzisztens, natív forgalmat továbbítani a VTEP-be, kiküszöbölve az interoperabilitási problémákat. Ez különösen értékes a hibrid felhőkörnyezetekben, ahol a nyilvános felhőszolgáltatásokból (gyakran GTP vagy IPIP beágyazást használva) érkező forgalmat VTEP-eken keresztül kell integrálni a helyszíni VXLAN hálózatokkal.
Ezenkívül az NPB-k metaadatként továbbíthatják a lecsupaszított fejléceket a monitorozó eszközöknek, biztosítva, hogy az adminisztrátorok megőrizzék az eredeti beágyazással kapcsolatos kontextust (például VNI vagy MPLS címkét), miközben továbbra is lehetővé teszik a natív hasznos adat elemzését. Ez az egyensúly a fejlécek eltávolítása és a kontextus megőrzése között kulcsfontosságú a hatékony hálózatfelügyelethez.
Hogyan lehet implementálni az alagútcsomag-eltávolító függvényt a VTEP-ben?
A VTEP-ben az alagútkapszulázási sztrippelés hardverszintű konfigurációval, szoftveresen definiált szabályzatokkal és az SDN-vezérlőkkel való szinergiával valósítható meg, ahol az alapvető logika az alagútfejlécek azonosítására → sztrippelési műveletek végrehajtására → az eredeti hasznos adatok továbbítására összpontosít. A konkrét megvalósítási módszerek kissé eltérnek a VTEP típusától (fizikai/szoftveres), és a főbb megközelítések a következők:
Most a fizikai VTEP-eken történő megvalósításról beszélünk (pl.Mylinking™ VXLAN-képes hálózati csomagközvetítők) itt.
A fizikai VTEP-ek (mint például a Mylinking™ VXLAN-képes hálózati csomagközvetítők) hardverchipekre és dedikált konfigurációs parancsokra támaszkodnak a hatékony beágyazási sztrippelés eléréséhez, ami alkalmas nagy forgalmú adatközpontok számára:
Interfész-alapú beágyazási illesztés: Hozzon létre alinterfészeket a VTEP-ek fizikai hozzáférési portjain, és konfigurálja a beágyazási típusokat az adott alagútfejlécek egyeztetéséhez és eltávolításához. Például a Mylinking™ VXLAN-képes Network Packet Brokers esetében konfigurálja a 2. rétegű alinterfészeket a 802.1Q VLAN címkék vagy címkézetlen keretek felismerésére, és a VLAN fejlécek eltávolítására, mielőtt a forgalmat a VXLAN alagútba továbbítaná. GRE/MPLS-be ágyazott forgalom esetén engedélyezze a megfelelő protokollelemzést az alinterfészen a külső fejlécek eltávolításához.
Szabályzatalapú fejléc-eltávolítás: ACL (Access Control List) vagy forgalmi szabályzat segítségével definiálhat egyezési szabályokat (pl. a 4789-es UDP port egyeztetése VXLAN esetén, a 47-es protokolltípus egyeztetése GRE esetén) és kötés-eltávolítási műveleteket végezhet. Amikor a forgalom megegyezik a szabályokkal, a VTEP hardverchip automatikusan eltávolítja a megadott alagút-fejléceket (VXLAN/UDP/IP külső fejlécek, MPLS címkék stb.), és továbbítja az eredeti 2. rétegbeli hasznos adatot.
Elosztott átjáró szinergia: A Spine-Leaf VXLAN architektúrákban a fizikai VTEP-ek (Leaf csomópontok) együttműködhetnek a 3. rétegbeli átjárókkal a többrétegű csupaszítás végrehajtásához. Például, miután a Spine csomópontok továbbítják az MPLS-be csomagolt VXLAN forgalmat a Leaf VTEP-eknek, a VTEP-ek először eltávolítják az MPLS címkéket, majd elvégzik a VXLAN dekapszulációját.
Szüksége van egy konfigurációs példára egy adott gyártó VTEP eszközéhez (például?Mylinking™ VXLAN-képes hálózati csomagközvetítők) az alagútkapszulázás eltávolításának megvalósításához?
Gyakorlati alkalmazási forgatókönyv
Vegyünk egy nagyvállalati adatközpontot, amely egy VXLAN overlay hálózatot telepít H3C switchekkel, mint VTEP-ekkel, több bérlői virtuális gépet támogatva. Az adatközpont MPLS-t használ a központi switchek közötti forgalomátvitelhez, és VXLAN-t a virtuális gépek közötti kommunikációhoz. Ezenkívül a távoli fiókirodák GRE alagutakon keresztül küldik a forgalmat az adatközpontba. A biztonság és az láthatóság érdekében a vállalat egy NPB-t telepít a maghálózat és a VTEP-ek között alagút-kapszulázási sztrippelés funkcióval.
Amikor a forgalom megérkezik az adatközpontba:
(1) Az NPB először eltávolítja az MPLS fejléceket a maghálózatból érkező forgalomból, és a GRE fejléceket a fiókirodai forgalomból.
(2) A VTEP-ek közötti VXLAN forgalom esetén az NPB képes eltávolítani a külső VXLAN fejléceket, amikor a forgalmat a monitorozó eszközökhöz továbbítja, lehetővé téve az eszközök számára az eredeti virtuálisgép-forgalom vizsgálatát.
(3) Az NPB továbbítja az előfeldolgozott (fejléc nélküli) forgalmat a VTEP-eknek, amelyeknek csak a natív hasznos adat VXLAN beágyazását/dekapszulázását kell kezelniük. Ez a beállítás csökkenti a VTEP feldolgozási terhelését, átfogó forgalomelemzést tesz lehetővé, és zökkenőmentes interoperabilitást biztosít az MPLS, GRE és VXLAN szegmensek között.
A VTEP-ek a VXLAN hálózatok gerincét alkotják, lehetővé téve a skálázható virtualizációt és a többfelhasználós kommunikációt. A modern hálózatokban a beágyazott forgalom növekvő összetettsége azonban jelentős kihívást jelent a VTEP teljesítménye és a hálózat láthatósága szempontjából. Az alagút-beágyazási csupaszítási képességekkel rendelkező hálózati csomagbrókerek ezeket a kihívásokat a forgalom előfeldolgozásával, a különböző fejlécek (VXLAN, VLAN, GRE, GTP, MPLS, IPIP) eltávolításával kezelik, mielőtt az elérné a VTEP-eket vagy a monitorozó eszközöket. Ez nemcsak a VTEP teljesítményét optimalizálja a feldolgozási terhelés csökkentésével, hanem javítja a hálózati láthatóságot, erősíti a biztonságot és javítja az interoperabilitást a heterogén környezetekben.
Ahogy a szervezetek egyre inkább felhőalapú architektúrákat és hibrid felhőtelepítéseket alkalmaznak, az NPB-k és a VTEP-ek közötti szinergia egyre kritikusabbá válik. Az NPB-k alagút-kapszulázási sztrippelési funkciójának kihasználásával a hálózati rendszergazdák kiaknázhatják a VXLAN hálózatokban rejlő teljes potenciált, biztosítva azok hatékonyságát, biztonságát és alkalmazkodóképességét a változó üzleti igényekhez.
Közzététel ideje: 2026. január 9.
