În arhitectura modernă a rețelelor, VLAN (Virtual Local Area Network - Rețea Locală Virtuală) și VXLAN (Virtual Extended Local Area Network - Rețea Locală Extinsă Virtuală) sunt cele mai comune două tehnologii de virtualizare a rețelelor. Pot părea similare, dar există de fapt o serie de diferențe cheie.
VLAN (Rețea Locală Virtuală)
VLAN este abrevierea Virtual Local Area Network (Rețea locală virtuală). Este o tehnică ce împarte dispozitivele fizice dintr-o rețea locală (LAN) în mai multe subrețele în funcție de relațiile logice. VLAN este configurat pe switch-urile de rețea pentru a împărți dispozitivele de rețea în diferite grupuri logice. Chiar dacă aceste dispozitive pot fi amplasate fizic în locuri diferite, VLAN le permite să aparțină logic aceleiași rețele, permițând o gestionare și o izolare flexibile.
Nucleul tehnologiei VLAN constă în divizarea porturilor de comutare. Comutatoarele gestionează traficul pe baza ID-ului VLAN (identificatorul VLAN). ID-urile VLAN variază de la 1 la 4095 și sunt de obicei 12 cifre binare (adică, intervalul de la 0 la 4095), ceea ce înseamnă că un comutator poate suporta până la 4.096 de VLAN-uri.
Flux de lucru
○ Identificarea VLAN: Când un pachet intră într-un switch, switch-ul decide către ce VLAN ar trebui redirecționat pachetul pe baza informațiilor de ID VLAN din pachet. De obicei, protocolul IEEE 802.1Q este utilizat pentru etichetarea VLAN a cadrului de date.
○ Domeniu de difuzare VLAN: Fiecare VLAN este un domeniu de difuzare independent. Chiar dacă mai multe VLAN-uri se află pe același switch fizic, difuzările lor sunt izolate unele de altele, reducând traficul de difuzare inutil.
○ Redirecționarea datelor: Comutatorul redirecționează pachetul de date către portul corespunzător în funcție de diferitele etichete VLAN. Dacă dispozitivele dintre diferite VLAN-uri trebuie să comunice, acestea trebuie redirecționate prin dispozitive de nivel 3, cum ar fi routerele.
Să presupunem că aveți o companie cu mai multe departamente, fiecare dintre acestea utilizând un VLAN diferit. Cu switch-ul, puteți împărți toate dispozitivele din departamentul financiar în VLAN 10, cele din departamentul de vânzări în VLAN 20 și cele din departamentul tehnic în VLAN 30. În acest fel, rețeaua dintre departamente este complet izolată.
Avantaje
○ Securitate îmbunătățită: VLAN-urile pot preveni eficient accesul neautorizat între diferite VLAN-uri prin împărțirea diferitelor servicii în rețele diferite.
○ Gestionarea traficului de rețea: Prin alocarea VLAN-urilor, se pot evita furtunile de broadcast, iar rețeaua poate fi mai eficientă. Pachetele de broadcast vor fi propagate doar în cadrul VLAN-ului, reducând utilizarea lățimii de bandă.
○ Flexibilitate rețea: VLAN-ul poate diviza flexibil rețeaua în funcție de nevoile afacerii. De exemplu, dispozitivele din departamentul financiar pot fi atribuite aceluiași VLAN chiar dacă sunt amplasate fizic la etaje diferite.
Limitări
○ Scalabilitate limitată: Deoarece VLAN-urile se bazează pe switch-uri tradiționale și acceptă până la 4096 VLAN-uri, acest lucru poate deveni un blocaj pentru rețelele mari sau mediile virtualizate la scară largă.
○ Problemă de conexiune între domenii: VLAN este o rețea locală, comunicarea între VLAN trebuie efectuată prin intermediul unui switch sau router cu trei niveluri, ceea ce poate crește complexitatea rețelei.
Scenariu de aplicație
○ Izolare și securitate în rețelele întreprinderilor: VLAN-urile sunt utilizate pe scară largă în rețelele întreprinderilor, în special în organizațiile mari sau în mediile interdepartamentale. Securitatea și controlul accesului la rețea pot fi asigurate prin împărțirea diferitelor departamente sau sisteme de afaceri prin VLAN. De exemplu, departamentul financiar se va afla adesea într-un VLAN diferit de departamentul de cercetare și dezvoltare pentru a evita accesul neautorizat.
○ Reducerea traficului de difuzare: VLAN ajută la limitarea traficului de difuzare. În mod normal, pachetele de difuzare vor fi răspândite în întreaga rețea, dar în mediul VLAN, traficul de difuzare va fi răspândit doar în cadrul VLAN-ului, ceea ce reduce eficient sarcina rețelei cauzată de furtuna de difuzare.
○ Rețea locală de dimensiuni mici sau medii: Pentru unele întreprinderi mici și mijlocii, VLAN oferă o modalitate simplă și eficientă de a construi o rețea izolată logic, ceea ce face ca gestionarea rețelei să fie mai flexibilă.
VXLAN (Rețea locală extinsă virtuală)
VXLAN (Virtual Extensible LAN) este o tehnologie nouă propusă pentru a rezolva limitările VLAN-urilor tradiționale în centrele de date la scară largă și în mediile de virtualizare. Aceasta utilizează tehnologia de încapsulare pentru a transfera pachete de date de nivel 2 (L2) prin rețeaua de nivel 3 (L3) existentă, ceea ce depășește limitarea de scalabilitate a VLAN-urilor.
Prin tehnologia de tunelare și mecanismul de încapsulare, VXLAN „încapsulează” pachetele de date originale de nivel 2 în pachete de date IP de nivel 3, astfel încât pachetele de date să poată fi transmise în rețeaua IP existentă. Nucleul VXLAN constă în mecanismul său de încapsulare și deîncapsulare, adică cadrul de date tradițional L2 este încapsulat de protocolul UDP și transmis prin rețeaua IP.
Flux de lucru
○ Încapsularea antetului VXLAN: În implementarea VXLAN, fiecare pachet de nivel 2 va fi încapsulat ca un pachet UDP. Încapsularea VXLAN include: identificatorul rețelei VXLAN (VNI), antetul UDP, antetul IP și alte informații.
○ Terminal de tunel (VTEP): VXLAN utilizează tehnologia de tunelare, iar pachetele sunt încapsulate și deîncapsulate printr-o pereche de dispozitive VTEP. VTEP, punctul final al tunelului VXLAN, este puntea care conectează VLAN și VXLAN. VTEP încapsulează pachetele L2 primite ca pachete VXLAN și le trimite către VTEP-ul de destinație, care la rândul său deîncapsula pachetele încapsulate în pachetele L2 originale.
○ Procesul de încapsulare al VXLAN: După atașarea antetului VXLAN la pachetul de date original, pachetul de date va fi transmis către VTEP-ul de destinație prin rețeaua IP. VTEP-ul de destinație decapsulează pachetul și îl transmite către receptorul corect pe baza informațiilor VNI.
Avantaje
○ Scalabil: VXLAN acceptă până la 16 milioane de rețele virtuale (VNI), mult mai multe decât cele 4096 de identificatori VLAN, ceea ce îl face ideal pentru centre de date de mari dimensiuni și medii cloud.
○ Suport între centre de date: VXLAN poate extinde rețeaua virtuală între mai multe centre de date din locații geografice diferite, depășind limitele VLAN-ului tradițional și este potrivit pentru mediile moderne de cloud computing și virtualizare.
○ Simplificarea rețelei centrelor de date: Prin intermediul VXLAN, dispozitivele hardware de la diferiți producători pot fi interoperabile, pot suporta medii cu mai mulți utilizatori și pot simplifica proiectarea rețelei centrelor de date la scară largă.
Limitări
○ Complexitate ridicată: Configurația VXLAN este relativ complexă, implicând încapsularea tunelurilor, configurarea VTEP etc., ceea ce necesită suport tehnic suplimentar pentru stivă și crește complexitatea operării și întreținerii.
○ Latența rețelei: Datorită procesării suplimentare necesare pentru procesul de încapsulare și deîncapsulare, VXLAN poate introduce o anumită latență în rețea, deși această latență este de obicei mică, dar trebuie totuși reținută în medii cu performanțe ridicate.
Scenariul aplicației VXLAN
○ Virtualizarea rețelei centrelor de date: VXLAN este utilizat pe scară largă în centrele de date de mari dimensiuni. Serverele din centrul de date utilizează de obicei tehnologia de virtualizare, VXLAN putând ajuta la crearea unei rețele virtuale între diferite servere fizice, evitând limitarea scalabilității VLAN.
○ Mediu cloud cu mai mulți utilizatori: Într-un cloud public sau privat, VXLAN poate oferi o rețea virtuală independentă pentru fiecare utilizator și poate identifica rețeaua virtuală a fiecărui utilizator prin VNI. Această caracteristică a VXLAN este potrivită pentru cloud computing-ul modern și mediile cu mai mulți utilizatori.
○ Scalarea rețelei în centre de date: VXLAN este potrivit în special pentru scenariile în care rețelele virtuale trebuie implementate în mai multe centre de date sau locații geografice. Deoarece VXLAN utilizează rețele IP pentru încapsulare, este capabil să se extindă cu ușurință pe diferite centre de date și locații geografice pentru a realiza extinderea rețelei virtuale la scară globală.
VLAN vs. VxLAN
VLAN și VXLAN sunt ambele tehnologii de virtualizare a rețelelor, dar sunt potrivite pentru scenarii de aplicație diferite. VLAN este potrivit pentru medii de rețea la scară mică sau medie și poate oferi izolare și securitate de bază a rețelei. Punctul său forte constă în simplitate, ușurința în configurare și suportul larg.
VXLAN este o tehnologie concepută pentru a face față nevoii de extindere a rețelelor la scară largă în centrele de date moderne și în mediile de cloud computing. Punctul forte al VXLAN constă în capacitatea sa de a suporta milioane de rețele virtuale, ceea ce îl face potrivit pentru implementarea rețelelor virtualizate în centrele de date. Depășește limitările VLAN în ceea ce privește scalabilitatea și este potrivit pentru proiectarea rețelelor mai complexe.
Deși numele VXLAN pare a fi un protocol de extensie al VLAN, de fapt, VXLAN a fost substanțial diferit de VLAN prin capacitatea sa de a construi tuneluri virtuale. Principalele diferențe dintre ele sunt următoarele:
Caracteristică | VLAN | VXLAN |
|---|---|---|
| Standard | IEEE 802.1Q | RFC 7348 (IETF) |
| Strat | Stratul 2 (Legătură de date) | Stratul 2 peste Stratul 3 (L2oL3) |
| Încapsulare | Antet Ethernet 802.1Q | MAC-in-UDP (încapsulat în IP) |
| Dimensiune ID | 12 biți (0-4095 VLAN-uri) | 24 de biți (16,7 milioane de VNI-uri) |
| Scalabilitate | Limitat (4094 VLAN-uri utilizabile) | Scalabilitate ridicată (acceptă cloud-uri multi-tenant) |
| Gestionarea transmisiilor | Inundații tradiționale (în cadrul VLAN) | Utilizează multicast IP sau replicare head-end |
| Aeriene | Scăzut (etichetă VLAN de 4 octeți) | Ridicat (~50 octeți: antete UDP + IP + VXLAN) |
| Izolarea traficului | Da (per VLAN) | Da (conform VNI) |
| Tunelare | Fără tunelare (L2 plat) | Utilizează VTEP-uri (puncte finale ale tunelului VXLAN) |
| Cazuri de utilizare | Rețele LAN mici/medii, rețele de întreprinderi | Centre de date în cloud, SDN, VMware NSX, Cisco ACI |
| Dependența de Spanning Tree (STP) | Da (pentru a preveni buclele) | Nu (folosește rutare de nivel 3, evită problemele STP) |
| Asistență hardware | Acceptat pe toate switch-urile | Necesită switch-uri/plachete de rețea compatibile cu VXLAN (sau VTEP-uri software) |
| Suport pentru mobilitate | Limitat (în același domeniu L2) | Mai bine (mașinile virtuale se pot deplasa între subrețele) |
Ce poate face Mylinking™ Network Packet Broker pentru tehnologia virtuală de rețea?
VLAN etichetat, VLAN neetichetat, VLAN înlocuit:
A fost acceptată potrivirea oricărui câmp cheie din primii 128 de octeți ai unui pachet. Utilizatorul poate personaliza valoarea offset-ului, lungimea și conținutul câmpului cheie și poate determina politica de ieșire a traficului în funcție de configurația utilizatorului.
Decaparea încapsulării tunelului:
A fost acceptată eliminarea antetului VxLAN, VLAN, GRE, GTP, MPLS și IPIP din pachetul de date original și redirecționarea ieșirii.
Identificarea protocolului de tunelare
Acceptă identificarea automată a diverselor protocoale de tunelare, cum ar fi GTP / GRE / PPTP / L2TP / PPPOE/IPIP. Conform configurației utilizatorului, strategia de ieșire a traficului poate fi implementată în funcție de stratul interior sau exterior al tunelului.
Puteți verifica aici pentru mai multe detalii despre aspectele aferenteBroker de pachete de rețea.
Data publicării: 25 iunie 2025
