Debesų kompiuterijos ir tinklo virtualizacijos eroje VXLAN (virtualus išplečiamas LAN) tapo kertine technologija kuriant keičiamo dydžio, lanksčius perdangos tinklus. VXLAN architektūros centre yra VTEP (VXLAN tunelio galinis taškas) – labai svarbus komponentas, leidžiantis sklandžiai perduoti 2 sluoksnio srautą per 3 sluoksnio tinklus. Tinklo srautui tampant vis sudėtingesniam dėl įvairių kapsuliavimo protokolų, tinklo paketų tarpininkų (NPB) su tunelio kapsuliavimo pašalinimo galimybėmis vaidmuo tapo nepakeičiamas optimizuojant VTEP operacijas. Šiame tinklaraštyje nagrinėjami VTEP pagrindai ir jo ryšys su VXLAN, o tada gilinamasi į tai, kaip NPB tunelio kapsuliavimo pašalinimo funkcija pagerina VTEP našumą ir tinklo matomumą.
VTEP ir jo ryšio su VXLAN supratimas
Pirmiausia, paaiškinkime pagrindines sąvokas: VTEP, trumpinys nuo VXLAN Tunnel Endpoint, yra tinklo objektas, atsakingas už VXLAN paketų kapsuliavimą ir dekapsuliavimą VXLAN perdangos tinkle. Jis veikia kaip VXLAN tunelių pradžios ir pabaigos taškai, veikdamas kaip „šliuzai“, jungiantys virtualų perdangos tinklą ir fizinį podangos tinklą. VTEP gali būti įdiegti kaip fiziniai įrenginiai (pvz., VXLAN palaikantys komutatoriai arba maršrutizatoriai) arba programinės įrangos objektai (pvz., virtualūs komutatoriai, konteinerių pagrindiniai kompiuteriai arba tarpiniai serveriai virtualiose mašinose).
VTEP ir VXLAN ryšys iš esmės yra simbiotinis – VXLAN savo pagrindinėms funkcijoms įgyvendinti naudoja VTEP, o VTEP egzistuoja išskirtinai VXLAN operacijoms palaikyti. Pagrindinė VXLAN vertė yra sukurti virtualų 2 lygio tinklą ant 3 lygio IP tinklo naudojant MAC-in-UDP inkapsuliaciją, įveikiant tradicinių VLAN (kurie palaiko tik 4096 VLAN ID) mastelio keitimo apribojimus naudojant 24 bitų VXLAN tinklo identifikatorių (VNI), kuris leidžia sukurti iki 16 milijonų virtualių tinklų. Štai kaip VTEP tai įgalina: kai virtuali mašina (VM) siunčia srautą, vietinis VTEP įkapsuliuoja pradinį 2 lygio Ethernet kadrą, pridėdamas VXLAN antraštę (kurioje yra VNI), UDP antraštę (pagal numatytuosius nustatymus naudojant 4789 prievadą), išorinę IP antraštę (su šaltinio VTEP IP ir paskirties VTEP IP) ir išorinę Ethernet antraštę. Įkapsuliuotas paketas tada perduodamas per 3 sluoksnio tinklą į paskirties VTEP, kuris dekapsuliuoja paketą pašalindamas visas išorines antraštes, atkuria originalų Ethernet kadrą ir persiunčia jį į paskirties VM, remdamasis VNI.
Be to, VTEP atlieka tokias svarbias užduotis kaip MAC adresų mokymasis (dinaminis vietinių ir nuotolinių pagrindinių kompiuterių MAC adresų susiejimas su VTEP IP adresais) ir transliuojamo, nežinomo unicast bei daugiaadresio (BUM) srauto apdorojimas – per daugiaadresio perdavimo grupes arba replikaciją iš galinės dalies unicast režimu. Iš esmės VTEP yra pagrindiniai elementai, leidžiantys virtualizuoti VXLAN tinklą ir izoliuoti jį iš kelių nuomininkų.
Kapsulinio srauto iššūkis VTEP
Šiuolaikiniuose duomenų centruose VTEP srautas retai apsiriboja vien tik VXLAN inkapsuliacija. Per VTEP praeinantis srautas dažnai turi kelis inkapsuliacijos antraščių sluoksnius, įskaitant VLAN, GRE, GTP, MPLS arba IPIP, be VXLAN. Šis inkapsuliacijos sudėtingumas kelia didelių iššūkių VTEP operacijoms ir vėlesniam tinklo stebėjimui, analizei bei saugumo užtikrinimui:
○ - Sumažėjęs matomumasDauguma tinklo stebėjimo ir saugumo įrankių (pvz., IDS/IPS, srauto analizatoriai ir paketų šnipinėjimo įrankiai) yra skirti apdoroti natyvų 2/3 sluoksnių srautą. Kapsuluotos antraštės užmaskuoja pradinę naudingąją apkrovą, todėl šioms priemonėms neįmanoma tiksliai analizuoti srauto turinio ar aptikti anomalijų.
○ - Padidėjusios apdorojimo išlaidosPačios VTEP sistemos turi skirti papildomų skaičiavimo išteklių daugiasluoksniams įkapsuliuotiems paketams apdoroti, ypač didelio srauto aplinkoje. Dėl to gali padidėti delsa, sumažėti pralaidumas ir atsirasti našumo kliūčių.
○ - Sąveikumo problemosSkirtinguose tinklo segmentuose arba daugelio tiekėjų aplinkose gali būti naudojami skirtingi kapsuliavimo protokolai. Netinkamai pašalinus antraštes, srautas gali būti netinkamai peradresuojamas arba apdorojamas per VTEP, todėl gali kilti sąveikumo problemų.
Kaip NPB tunelių kapsulių nuėmimas suteikia galių VTEP
„Mylinking™“ tinklo paketų brokeriai (NPB) su tunelio inkapsuliavimo pašalinimo galimybėmis sprendžia šiuos iššūkius veikdami kaip „srauto išankstinis apdorotojas“ VTEP. NPB gali pašalinti įvairias inkapsuliavimo antraštes (įskaitant VXLAN, VLAN, GRE, GTP, MPLS ir IPIP) iš originalių duomenų paketų prieš persiunčiant srautą VTEP arba stebėjimo / saugumo įrankiams. Ši funkcija suteikia tris pagrindinius VTEP operacijų privalumus:
1. Pagerintas tinklo matomumas ir saugumas
Pašalindami inkapsuliavimo antraštes, NPB atskleidžia pradinį paketų apkrovą, leisdami stebėjimo ir saugumo įrankiams „matyti“ tikrąjį srauto turinį. Pavyzdžiui, kai VTEP srautas persiunčiamas į IDS/IPS, NPB pirmiausia pašalina VXLAN ir MPLS antraštes, leisdamas IDS/IPS aptikti kenkėjišką veiklą (pvz., kenkėjišką programinę įrangą ar neteisėtus prieigos bandymus) pradiniame kadre. Tai ypač svarbu daugelio nuomininkų aplinkose, kur VTEP tvarko srautą iš kelių nuomininkų – NPB užtikrina, kad saugumo įrankiai galėtų tikrinti konkretaus nuomininko srautą netrukdomi inkapsuliavimo.
Be to, NPB gali pasirinktinai pašalinti antraštes pagal srauto tipus arba VNI, taip užtikrindami detalų matomumą konkrečiuose virtualiuose tinkluose. Tai padeda tinklo administratoriams spręsti problemas (pvz., paketų praradimą ar delsą), suteikiant galimybę tiksliai analizuoti srautą atskiruose VXLAN segmentuose.
2. Optimizuotas VTEP našumas
NPB perkelia antraščių šalinimo užduotį iš VTEP, taip sumažindami VTEP įrenginių apdorojimo krūvį. Užuot VTEP eikvoję procesoriaus išteklius kelių antraščių sluoksnių (pvz., VLAN + GRE + VXLAN) šalinimui, NPB atlieka šį išankstinio apdorojimo etapą, leisdami VTEP sutelkti dėmesį į savo pagrindines pareigas: VXLAN paketų kapsuliavimą / dekapsuliavimą ir tunelių valdymą. Tai lemia mažesnį delsos laiką, didesnį pralaidumą ir pagerintą bendrą VXLAN perdangos tinklo našumą, ypač didelio tankio virtualizacijos aplinkose, kuriose yra tūkstančiai virtualių mašinų ir didelis srautas.
Pavyzdžiui, duomenų centre, kuriame NPB ir komutatoriai veikia kaip VTEP, NPB (pvz., „Mylinking™ Network Packet Brokers“) gali pašalinti VLAN ir MPLS antraštes iš gaunamo srauto, kol jis nepasiekia VTEP. Tai sumažina antraščių apdorojimo operacijų, kurias turi atlikti VTEP, skaičių, todėl jie gali apdoroti daugiau vienu metu veikiančių tunelių ir srautų.
3. Pagerintas sąveikumas įvairiuose tinkluose
Kelių tiekėjų arba kelių segmentų tinkluose skirtingos infrastruktūros dalys gali naudoti skirtingus kapsuliavimo protokolus. Pavyzdžiui, srautas iš nuotolinio duomenų centro gali atvykti į vietinį VTEP su GRE kapsuliavimu, o vietinis srautas naudoja VXLAN. NPB gali pašalinti šias skirtingas antraštes (GRE, VXLAN, IPIP ir kt.) ir persiųsti nuoseklų, vietinį srautą į VTEP, taip pašalindamas sąveikumo problemas. Tai ypač vertinga hibridinėse debesų aplinkose, kur srautas iš viešųjų debesų paslaugų (dažnai naudojant GTP arba IPIP kapsuliavimą) turi būti integruotas su vietiniais VXLAN tinklais per VTEP.
Be to, NPB gali persiųsti pašalintas antraštes kaip metaduomenis stebėjimo įrankiams, užtikrindami, kad administratoriai išlaikytų kontekstą apie originalų įkapsuliavimą (pvz., VNI arba MPLS žymą), tuo pačiu leisdami analizuoti vietinę naudingąją apkrovą. Ši pusiausvyra tarp antraščių pašalinimo ir konteksto išsaugojimo yra labai svarbi efektyviam tinklo valdymui.
Kaip įdiegti tunelio paketo pašalinimo funkciją VTEP?
Tunelio kapsulės pašalinimas VTEP gali būti įgyvendintas naudojant aparatinės įrangos lygio konfigūraciją, programinės įrangos apibrėžtas politikas ir sinergiją su SDN valdikliais, o pagrindinė logika sutelkta į tunelio antraščių identifikavimą → pašalinimo veiksmų vykdymą → originalių naudingųjų apkrovų persiuntimą. Konkretūs įgyvendinimo metodai šiek tiek skiriasi priklausomai nuo VTEP tipo (fizinis / programinis), o pagrindiniai požiūriai yra šie:
Dabar kalbame apie įgyvendinimą fiziniuose VTEP (pvz.,„Mylinking™“ VXLAN palaikantys tinklo paketų tarpininkai) čia.
Fiziniai VTEP (pvz., „Mylinking™ VXLAN“ palaikantys tinklo paketų brokeriai) naudoja aparatinės įrangos lustus ir specialias konfigūravimo komandas, kad būtų pasiektas efektyvus kapsulių pašalinimas, tinkantis didelio srauto duomenų centrų scenarijams:
Sąsajos pagrindu atliekamas inkapsuliavimo atitikimas: sukurkite antrines sąsajas fiziniuose VTEP prieigos prievaduose ir sukonfigūruokite inkapsuliavimo tipus taip, kad jie atitiktų ir pašalintų konkrečias tunelio antraštes. Pavyzdžiui, „Mylinking™“ VXLAN palaikančiuose tinklo paketų tarpininkuose sukonfigūruokite 2 lygio antrines sąsajas taip, kad jos atpažintų 802.1Q VLAN žymes arba nepažymėtus kadrus ir pašalintų VLAN antraštes prieš persiunčiant srautą į VXLAN tunelį. GRE/MPLS pagrindu sukurtam srautui įjunkite atitinkamą protokolų analizę antrinėje sąsajoje, kad pašalintumėte išorines antraštes.
Antraščių šalinimas pagal politiką: naudokite ACL (prieigos kontrolės sąrašą) arba srauto politiką, kad apibrėžtumėte atitikimo taisykles (pvz., atitiktumėte UDP prievadą 4789 VXLAN, protokolo tipą 47 GRE) ir susiejimo šalinimo veiksmus. Kai srautas atitinka taisykles, VTEP aparatinės įrangos lustas automatiškai pašalina nurodytas tunelio antraštes (VXLAN/UDP/IP išorines antraštes, MPLS žymas ir kt.) ir persiunčia pradinę 2 sluoksnio naudingąją apkrovą.
Paskirstytųjų šliuzų sinergija: „Spine-Leaf“ VXLAN architektūrose fiziniai VTEP (lapų mazgai) gali bendradarbiauti su 3 lygio šliuzais, kad atliktų daugiasluoksnį pašalinimą. Pavyzdžiui, kai „Spine“ mazgai persiunčia MPLS įkapsuliuotą VXLAN srautą „Leaf“ VTEP, VTEP pirmiausia pašalina MPLS žymas, o tada atlieka VXLAN dekapsuliavimą.
Ar jums reikia konkretaus tiekėjo VTEP įrenginio konfigūracijos pavyzdžio (pvz.,„Mylinking™“ VXLAN palaikantys tinklo paketų tarpininkai) tunelio hermetizavimo pašalinimui įgyvendinti?
Praktinio taikymo scenarijus
Įsivaizduokite didelį įmonės duomenų centrą, kuris diegia VXLAN perdangos tinklą su H3C komutatoriais kaip VTEP, palaikydamas kelias nuomininkų VM. Duomenų centras naudoja MPLS srauto perdavimui tarp pagrindinių komutatorių ir VXLAN ryšiui tarp VM. Be to, nuotoliniai filialai siunčia srautą į duomenų centrą per GRE tunelius. Siekdama užtikrinti saugumą ir matomumą, įmonė diegia NPB su tunelio kapsulės nuėmimu tarp pagrindinio tinklo ir VTEP.
Kai srautas pasiekia duomenų centrą:
(1) NPB pirmiausia pašalina MPLS antraštes iš srauto, gaunamo iš pagrindinio tinklo, ir GRE antraštes iš filialų srauto.
(2) VXLAN srautui tarp VTEP, NPB, peradresuodamas srautą stebėjimo įrankiams, gali pašalinti išorines VXLAN antraštes, taip leisdamas įrankiams patikrinti pradinį VM srautą.
(3) NPB persiunčia iš anksto apdorotą (antraštės neturintį) srautą VTEP, kuriems tereikia apdoroti VXLAN inkapsuliavimą / dekapsuliavimą vietinei apkrovai. Ši sąranka sumažina VTEP apdorojimo apkrovą, leidžia atlikti išsamią srauto analizę ir užtikrina sklandų MPLS, GRE ir VXLAN segmentų sąveiką.
VTEP yra VXLAN tinklų pagrindas, leidžiantis keisti virtualizaciją ir bendrauti su keliais nuomininkais. Tačiau didėjantis kapsuliuoto srauto sudėtingumas šiuolaikiniuose tinkluose kelia didelių iššūkių VTEP našumui ir tinklo matomumui. Tinklo paketų brokeriai su tunelių kapsuliavimo ir pašalinimo galimybėmis sprendžia šiuos iššūkius iš anksto apdorodami srautą, pašalindami įvairias antraštes (VXLAN, VLAN, GRE, GTP, MPLS, IPIP), kol jos pasiekia VTEP arba stebėjimo įrankius. Tai ne tik optimizuoja VTEP našumą, sumažindama apdorojimo išlaidas, bet ir pagerina tinklo matomumą, sustiprina saugumą ir pagerina sąveiką nevienalytėje aplinkoje.
Organizacijoms ir toliau diegiant debesijos architektūras ir hibridinius debesijos diegimus, NPB ir VTEP sinergija taps vis svarbesnė. Pasinaudodami NPB tunelių kapsulių šalinimo funkcija, tinklo administratoriai gali išnaudoti visą VXLAN tinklų potencialą, užtikrindami, kad jie būtų efektyvūs, saugūs ir prisitaikantys prie besikeičiančių verslo poreikių.
Įrašo laikas: 2026 m. sausio 9 d.
