以下先說明vlan和vxlan在定義與表現上的區別:
VLAN (Virtual Local Area Network)意為虛擬區域網,是在交換機實現過程中涉及到的概念,由802.1Q標準所定義。由於交換機是工作在鏈路層的網路裝置,連線在同一臺交換機的終端處於同一個三層網中,同時也處於同一個廣播域。當交換機接入較多的終端時,任意一臺終端傳送廣播報文時(例如:ARP請求),報文都會傳遍整個網路。
對於規模較大的組網場景,廣播報文的泛濫對於網路通訊將會造成較大的影響。VLAN技術為這一問題提供瞭解決方案,VLAN將同一網路劃分為多個邏輯上的虛擬子網,並規定當收到廣播報文時,僅僅在其所在VLAN中進行廣播從而防止廣播報文氾濫。VLAN技術在鏈路層的層次中實現了廣播域的隔離。
VXLAN(Virtual eXtential LAN)意為虛擬可拓展區域網。隨著大資料、雲計算技術的興起以及虛擬化技術的普及,VLAN技術的弊端逐漸顯現出來,具體表現為如下3個方面:
(1) 虛擬化技術的發展促使大資料、雲計算技術公司採用單個物理裝置虛擬多臺虛擬機器的方式來進行組網,隨著應用模組的增加,對於支援VLAN數目的要求也在提升,802.1Q標準中的最多支援4094個VLAN的能力已經無法滿足當下需求。
(2) 公有云提供商的業務要求將實體網路租借給多個不同的使用者,這些使用者對於網路的要求有所不同,而不同使用者租借的網路有很大的可能會出現IP地址、MAC地址的重疊,傳統的VLAN僅僅解決了同一鏈路層網路廣播域隔離的問題,而並沒有涉及到網路地址重疊的問題,因此需要一種新的技術來保證在多個租戶網路中存在地址重疊的情況下依舊能有效通訊的技術。
(3)臺以上主機的通訊連線才足以滿足應用需求,而虛擬化技術使得單臺主機可以虛擬化出多臺虛擬機器同時執行,而每臺虛擬機器都會有其唯一的MAC地址。這樣,為了保證叢集中所有虛機可以正常通訊,交換機必須儲存每臺虛機的MAC地址,這樣就導致了交換機中的MAC表異常龐大,從而影響交換機的轉發效能。
相比VLAN技術,VXLAN技術具有以下的優勢:
1.24位長度的VNI欄位值可以支援更多數量的虛擬網路,解決了VLAN數目上限為4094的侷限性的問題。
2.VXLAN技術透過隧道技術在物理的三層網路中虛擬二層網路,處於VXLAN網路的終端無法察覺到VXLAN的通訊過程,這樣也就使得邏輯網路拓撲和物理網路拓撲實現了一定程度的解耦,網路拓撲的配置對於物理裝置的配置的依賴程度有所降低,配置更靈活更方便。
3. VLAN技術僅僅解決了二層網路廣播域分割的問題,而VXLAN技術還具有多租戶支援的特性,透過VXLAN分割,各個租戶可以獨立組網、通訊,地址分配方面和多個租戶之間地址衝突的問題也得到了解決。
為了保證VXLAN機制通訊過程的正確性,rfc7348標準中規定,涉及到VXLAN通訊的IP報文一律不允許分片,這就要求物理網路的鏈路層實現中必須提供足夠大的MTU值,保證VXLAN報文的順利傳輸,這一點可以理解為當前VXLAN技術的侷限性。
以下先說明vlan和vxlan在定義與表現上的區別:
VLAN (Virtual Local Area Network)意為虛擬區域網,是在交換機實現過程中涉及到的概念,由802.1Q標準所定義。由於交換機是工作在鏈路層的網路裝置,連線在同一臺交換機的終端處於同一個三層網中,同時也處於同一個廣播域。當交換機接入較多的終端時,任意一臺終端傳送廣播報文時(例如:ARP請求),報文都會傳遍整個網路。
對於規模較大的組網場景,廣播報文的泛濫對於網路通訊將會造成較大的影響。VLAN技術為這一問題提供瞭解決方案,VLAN將同一網路劃分為多個邏輯上的虛擬子網,並規定當收到廣播報文時,僅僅在其所在VLAN中進行廣播從而防止廣播報文氾濫。VLAN技術在鏈路層的層次中實現了廣播域的隔離。
VXLAN(Virtual eXtential LAN)意為虛擬可拓展區域網。隨著大資料、雲計算技術的興起以及虛擬化技術的普及,VLAN技術的弊端逐漸顯現出來,具體表現為如下3個方面:
(1) 虛擬化技術的發展促使大資料、雲計算技術公司採用單個物理裝置虛擬多臺虛擬機器的方式來進行組網,隨著應用模組的增加,對於支援VLAN數目的要求也在提升,802.1Q標準中的最多支援4094個VLAN的能力已經無法滿足當下需求。
(2) 公有云提供商的業務要求將實體網路租借給多個不同的使用者,這些使用者對於網路的要求有所不同,而不同使用者租借的網路有很大的可能會出現IP地址、MAC地址的重疊,傳統的VLAN僅僅解決了同一鏈路層網路廣播域隔離的問題,而並沒有涉及到網路地址重疊的問題,因此需要一種新的技術來保證在多個租戶網路中存在地址重疊的情況下依舊能有效通訊的技術。
(3)臺以上主機的通訊連線才足以滿足應用需求,而虛擬化技術使得單臺主機可以虛擬化出多臺虛擬機器同時執行,而每臺虛擬機器都會有其唯一的MAC地址。這樣,為了保證叢集中所有虛機可以正常通訊,交換機必須儲存每臺虛機的MAC地址,這樣就導致了交換機中的MAC表異常龐大,從而影響交換機的轉發效能。
相比VLAN技術,VXLAN技術具有以下的優勢:
1.24位長度的VNI欄位值可以支援更多數量的虛擬網路,解決了VLAN數目上限為4094的侷限性的問題。
2.VXLAN技術透過隧道技術在物理的三層網路中虛擬二層網路,處於VXLAN網路的終端無法察覺到VXLAN的通訊過程,這樣也就使得邏輯網路拓撲和物理網路拓撲實現了一定程度的解耦,網路拓撲的配置對於物理裝置的配置的依賴程度有所降低,配置更靈活更方便。
3. VLAN技術僅僅解決了二層網路廣播域分割的問題,而VXLAN技術還具有多租戶支援的特性,透過VXLAN分割,各個租戶可以獨立組網、通訊,地址分配方面和多個租戶之間地址衝突的問題也得到了解決。
為了保證VXLAN機制通訊過程的正確性,rfc7348標準中規定,涉及到VXLAN通訊的IP報文一律不允許分片,這就要求物理網路的鏈路層實現中必須提供足夠大的MTU值,保證VXLAN報文的順利傳輸,這一點可以理解為當前VXLAN技術的侷限性。