Во ерата на cloud computing и виртуелизација на мрежи, VXLAN (Virtual Extensible LAN) стана камен-темелник технологија за градење скалабилни, флексибилни мрежи со преклопување. Во срцето на VXLAN архитектурата лежи VTEP (VXLAN Tunnel Endpoint), критична компонента што овозможува непречен пренос на сообраќај од второ ниво низ мрежи од трето ниво. Бидејќи мрежниот сообраќај станува сè посложен со различни протоколи за енкапсулација, улогата на мрежните брокери на пакети (NPB) со можности за отстранување на тунелска енкапсулација стана неопходна во оптимизирањето на VTEP операциите. Овој блог ги истражува основите на VTEP и неговата врска со VXLAN, а потоа навлегува во тоа како функцијата за отстранување на тунелска енкапсулација на NPB ги подобрува перформансите на VTEP и видливоста на мрежата.
Разбирање на VTEP и неговата врска со VXLAN
Прво, да ги разјасниме основните концепти: VTEP, скратено од VXLAN Tunnel Endpoint, е мрежен ентитет одговорен за енкапсулирање и декапсулирање на VXLAN пакети во VXLAN преклопна мрежа. Служи како почетна и крајна точка на VXLAN тунелите, дејствувајќи како „порта“ што ја премостува виртуелната преклопна мрежа и физичката подлога. VTEP-ите можат да се имплементираат како физички уреди (како што се прекинувачи или рутери способни за VXLAN) или софтверски ентитети (како виртуелни прекинувачи, контејнерски домаќини или прокси-сервери на виртуелни машини).
Врската помеѓу VTEP и VXLAN е по природа симбиотска - VXLAN се потпира на VTEP за да ја реализира својата основна функционалност, додека VTEP постојат исклучиво за поддршка на VXLAN операциите. Основната вредност на VXLAN е да создаде виртуелна мрежа од второ ниво врз IP мрежа од трето ниво преку MAC-in-UDP енкапсулација, надминувајќи ги ограничувањата на скалабилноста на традиционалните VLAN (кои поддржуваат само 4096 VLAN ID-а) со 24-битен VXLAN мрежен идентификатор (VNI) кој овозможува до 16 милиони виртуелни мрежи. Еве како VTEP-ите го овозможуваат ова: Кога виртуелна машина (VM) испраќа сообраќај, локалниот VTEP ја енкапсулира оригиналната Ethernet рамка од второ ниво со додавање на VXLAN заглавие (кое го содржи VNI), UDP заглавие (користејќи го портата 4789 по дифолт), надворешен IP заглавие (со изворна VTEP IP и одредишна VTEP IP) и надворешен Ethernet заглавие. Енкапсулираниот пакет потоа се пренесува преку основната мрежа од третото ниво до одредишниот VTEP, кој го декапсулира пакетот со отстранување на сите надворешни заглавија, ја обновува оригиналната Ethernet рамка и ја препраќа до целната виртуелна машина врз основа на VNI.
Дополнително, VTEP-ите се справуваат со критични задачи како што се учење на MAC адреси (динамично мапирање на MAC адреси на локални и оддалечени хостови на VTEP IP-адреси) и обработка на Broadcast, Unknown Unicast и Multicast (BUM) сообраќај - или преку multicast групи или репликација на head-end во unicast-only режим. Во суштина, VTEP-ите се градежните блокови што ја овозможуваат виртуелизацијата на мрежата на VXLAN и изолацијата на повеќе закупувачи.
Предизвикот на енкапсулиран сообраќај за VTEP-и
Во модерните средини на центри за податоци, VTEP сообраќајот ретко е ограничен на чиста VXLAN енкапсулација. Сообраќајот што минува низ VTEP често носи повеќе слоеви на заглавија за енкапсулација, вклучувајќи VLAN, GRE, GTP, MPLS или IPIP, покрај VXLAN. Оваа комплексност на енкапсулација претставува значителни предизвици за VTEP операциите и последователното следење, анализа и спроведување на безбедноста на мрежата:
○ - Намалена видливостПовеќето алатки за следење и безбедност на мрежата (како што се IDS/IPS, анализатори на проток и сензатори на пакети) се дизајнирани да обработуваат изворен сообраќај од слој 2/слој 3. Енкапсулираните заглавија го прикриваат оригиналниот товар, што им оневозможува на овие алатки прецизно да ја анализираат содржината на сообраќајот или да детектираат аномалии.
○ - Зголемени режиски трошоци за обработкаСамите VTEP мора да потрошат дополнителни компјутерски ресурси за обработка на повеќеслојни енкапсулирани пакети, особено во средини со голем сообраќај. Ова може да доведе до зголемена латенција, намален проток и потенцијални тесни грла во перформансите.
○ - Проблеми со интероперабилностаРазлични мрежни сегменти или средини со повеќе добавувачи може да користат различни протоколи за енкапсулација. Без правилно отстранување на заглавијата, сообраќајот може да не биде правилно пренасочен или обработен кога поминува низ VTEP-пакетите, што доведува до проблеми со интероперабилност.
Како отстранувањето на капсулите за тунели од страна на NPB ги зајакнува VTEP-ите
Мрежните брокери на пакети Mylinking™ (NPB) со можности за отстранување на тунелска енкапсулација се справуваат со овие предизвици со тоа што дејствуваат како „претходен процесор за сообраќај“ за VTEP. NPB можат да отстранат различни заглавија за енкапсулација (вклучувајќи VXLAN, VLAN, GRE, GTP, MPLS и IPIP) од оригиналните пакети со податоци пред да го пренасочат сообраќајот кон VTEP или алатки за следење/безбедност. Оваа функционалност нуди три клучни придобивки за VTEP операциите:
1. Подобрена видливост и безбедност на мрежата
Со отстранување на заглавјата за енкапсулација, NPB го откриваат оригиналниот товар на пакети, овозможувајќи им на алатките за следење и безбедност да ја „видат“ вистинската содржина на сообраќајот. На пример, кога VTEP сообраќајот се пренасочува кон IDS/IPS, NPB прво ги отстранува VXLAN и MPLS заглавјата, дозволувајќи им на IDS/IPS да детектира злонамерна активност (како што се малициозен софтвер или обиди за неовластен пристап) во оригиналната рамка. Ова е особено критично во средини со повеќе станари каде што VTEP ракуваат со сообраќај од повеќе станари - NPB осигуруваат дека безбедносните алатки можат да го инспектираат сообраќајот специфичен за станарите без да бидат попречени од енкапсулацијата.
Покрај тоа, NPB можат селективно да ги отстранат заглавјата врз основа на типовите на сообраќај или VNI, обезбедувајќи грануларна видливост во специфични виртуелни мрежи. Ова им помага на мрежните администратори да ги решат проблемите (како што се губење на пакети или латентност) со овозможување прецизна анализа на сообраќајот во рамките на поединечните VXLAN сегменти.
2. Оптимизирани перформанси на VTEP
NPB-ите ја преоптоваруваат задачата за отстранување на заглавјата од VTEP-ите, намалувајќи го оптоварувањето со обработка на VTEP уредите. Наместо VTEP-ите да трошат ресурси на процесорот за отстранување на повеќе слоеви на заглавија (на пр., VLAN + GRE + VXLAN), NPB-ите го обработуваат овој чекор на претходна обработка, дозволувајќи им на VTEP-ите да се фокусираат на нивните основни одговорности: енкапсулација/декапсулација на VXLAN пакетите и управување со тунели. Ова резултира со помала латенција, поголем проток и подобрени вкупни перформанси на VXLAN мрежата за преклопување - особено во средини за виртуелизација со висока густина со илјадници виртуелни машини и големо оптоварување со сообраќај.
На пример, во центар за податоци со NPB и прекинувачи кои дејствуваат како VTEP, NPB (како што се Mylinking™ Network Packet Brokers) може да ги отстрани VLAN и MPLS заглавјата од дојдовниот сообраќај пред тој да стигне до VTEP. Ова го намалува бројот на операции за обработка на заглавија што VTEP треба да ги извршат, овозможувајќи им да се справат со повеќе истовремени тунели и проток на сообраќај.
3. Подобрена интероперабилност низ хетерогени мрежи
Во мрежи со повеќе добавувачи или повеќе сегменти, различни делови од инфраструктурата може да користат различни протоколи за енкапсулација. На пример, сообраќајот од оддалечен центар за податоци може да пристигне до локален VTEP со GRE енкапсулација, додека локалниот сообраќај користи VXLAN. NPB може да ги отстрани овие различни заглавија (GRE, VXLAN, IPIP, итн.) и да пренасочи конзистентен, природен проток на сообраќај до VTEP, елиминирајќи ги проблемите со интероперабилност. Ова е особено вредно во хибридни облачни средини, каде што сообраќајот од јавни облачни услуги (често користејќи GTP или IPIP енкапсулација) треба да се интегрира со локални VXLAN мрежи преку VTEP.
Дополнително, NPB можат да ги препратат отстранетите заглавија како метаподатоци до алатките за следење, осигурувајќи дека администраторите го задржуваат контекстот за оригиналната енкапсулација (како што е VNI или MPLS ознака), а сепак овозможуваат анализа на матичниот товар. Оваа рамнотежа помеѓу отстранувањето на заглавијата и зачувувањето на контекстот е клучна за ефикасно управување со мрежата.
Како да се имплементира функцијата за расклопување на тунелски пакет во VTEP?
Отстранувањето на тунелската енкапсулација во VTEP може да се имплементира преку конфигурација на хардверско ниво, политики дефинирани од софтвер и синергија со SDN контролери, со основна логика фокусирана на идентификување на заглавјата на тунелот → извршување на акции за одземање → препраќање на оригиналните носивости. Специфичните методи на имплементација малку се разликуваат во зависност од типовите на VTEP (физички/софтверски), а клучните пристапи се следниве:
Сега, зборуваме за имплементација на физички VTEP-и (на пр.Мрежни брокери за пакети компатибилни со Mylinking™ VXLAN) тука.
Физичките VTEP (како што се мрежните пакетни брокери компатибилни со Mylinking™ VXLAN) се потпираат на хардверски чипови и наменски команди за конфигурација за да постигнат ефикасно отстранување на енкапсулацијата, погодно за сценарија на центри за податоци со голем сообраќај:
Усогласување на енкапсулација базирана на интерфејс: Креирајте подинтерфејси на физичките пристапни порти на VTEP-ите и конфигурирајте ги типовите на енкапсулација за да ги совпаѓаат и отстранат специфичните заглавија на тунелот. На пример, на мрежни брокери за пакети компатибилни со Mylinking™ VXLAN, конфигурирајте ги подинтерфејсите од Слој 2 за да препознаваат ознаки VLAN 802.1Q или рамки без ознака и отстранете ги заглавијата VLAN пред да го пренасочите сообраќајот кон VXLAN тунелот. За сообраќај енкапсулиран во GRE/MPLS, овозможете соодветно парсирање на протоколот на подинтерфејсот за да ги отстраните надворешните заглавија.
Отстранување на заглавија базирана на политика: Користете ACL (листа за контрола на пристап) или политика за сообраќај за да дефинирате правила за совпаѓање (на пр., совпаѓање на UDP порт 4789 за VXLAN, протокол тип 47 за GRE) и дејства за врзување на одземање. Кога сообраќајот се совпаѓа со правилата, хардверскиот чип VTEP автоматски ги отстранува наведените заглавија од тунелот (надворешни заглавија VXLAN/UDP/IP, MPLS етикети, итн.) и го препраќа оригиналниот товар од второ ниво.
Синергија на дистрибуирани портали: Во Spine-Leaf VXLAN архитектурите, физичките VTEP (Leaf јазли) можат да соработуваат со портали од Слој 3 за да завршат повеќеслојно отстранување. На пример, откако Spine јазлите ќе го пренасочат MPLS-енкапсулираниот VXLAN сообраќај кон Leaf VTEP, VTEP прво ги отстрануваат MPLS етикетите, а потоа вршат VXLAN декапсулација.
Дали ви е потребен пример за конфигурација за VTEP уред на одреден продавач (како на пр.Мрежни брокери за пакети компатибилни со Mylinking™ VXLAN) да се имплементира расклопување на тунелската енкапсула?
Практичен сценарио за примена
Замислете голем центар за податоци на претпријатие кое распоредува VXLAN преклопна мрежа со H3C прекинувачи како VTEP-и, поддржувајќи повеќе виртуелни машини за станари. Центарот за податоци користи MPLS за пренос на сообраќај помеѓу основните прекинувачи и VXLAN за комуникација од VM до VM. Дополнително, оддалечените филијали испраќаат сообраќај до центарот за податоци преку GRE тунели. За да се обезбеди безбедност и видливост, претпријатието распоредува NPB со Tunnel Encapsulation Stripping помеѓу основната мрежа и VTEP-ите.
Кога сообраќајот ќе пристигне во центарот за податоци:
(1) NPB прво ги отстранува MPLS заглавјата од сообраќајот што доаѓа од основната мрежа и GRE заглавјата од сообраќајот на филијалата.
(2) За VXLAN сообраќај помеѓу VTEP-ите, NPB може да ги отстрани надворешните VXLAN заглавија при пренасочување на сообраќајот кон алатките за следење, дозволувајќи им на алатките да го проверат оригиналниот VM сообраќај.
(3) NPB го препраќа претходно обработениот (ослободен од заглавие) сообраќај до VTEP-ите, кои треба само да се справат со VXLAN енкапсулација/декапсулација за нативниот товар. Ова поставување го намалува оптоварувањето со обработка на VTEP, овозможува сеопфатна анализа на сообраќајот и обезбедува беспрекорна интероперабилност помеѓу MPLS, GRE и VXLAN сегментите.
VTEP се основата на VXLAN мрежите, овозможувајќи скалабилна виртуелизација и комуникација со повеќе станари. Сепак, растечката комплексност на енкапсулираниот сообраќај во современите мрежи претставува значителни предизвици за перформансите на VTEP и видливоста на мрежата. Мрежните пакетни брокери со можности за отстранување на тунелска енкапсулација се справуваат со овие предизвици со претходна обработка на сообраќајот, отстранување на различни заглавија (VXLAN, VLAN, GRE, GTP, MPLS, IPIP) пред да стигне до VTEP или алатките за следење. Ова не само што ги оптимизира перформансите на VTEP со намалување на оптоварувањето при обработка, туку и ја подобрува видливоста на мрежата, ја зајакнува безбедноста и ја подобрува интероперабилноста низ хетерогени средини.
Како што организациите продолжуваат да усвојуваат cloud-native архитектури и хибридни cloud распоредувања, синергијата помеѓу NPB и VTEP ќе станува сè поважна. Со искористување на функцијата за отстранување на тунелска енкапсулација на NPB, мрежните администратори можат да го отклучат целиот потенцијал на VXLAN мрежите, осигурувајќи се дека тие се ефикасни, безбедни и прилагодливи на еволуирачките деловни потреби.
Време на објавување: 09 јануари 2026 година
