پروتکل VXLAN چیست و چگونه کار می کند؛ مزایا، محدودیت و راه اندازی آن

پروتکل VXLAN (شبکه محلی قابل توسعه مجازی) یک فناوری نوآورانه در زمینه مجازی‌سازی شبکه است که توسط گروه وظیفه مهندسی اینترنت (IETF) توسعه یافته است. این فناوری به منظور حل مشکلات مقیاس‌پذیری در شبکه‌های مجازی طراحی شده و به شبکه‌ها این امکان را می‌دهد که با بهره‌گیری از یک معماری مجازی‌شده، به‌طور مؤثرتر و مقیاس‌پذیرتر عمل کنند. در این مقاله از سلام دنیا، به بررسی ویژگی‌ها و کاربردهای VXLAN پرداخته و نحوه عملکرد آن را در بهبود طراحی شبکه‌های مجازی بررسی خواهیم کرد.

VXLAN چیست؟ 

VXLAN (شبکه محلی قابل توسعه مجازی) یک فناوری مجازی سازی شبکه است که توسط گروه وظیفه مهندسی اینترنت (IETF) توسعه یافته است. آنها برای حل مشکلات مقیاس پذیری VLAN (شبکه های محلی مجازی) ایجاد شدند. VXLAN یک شبکه پوشش لایه 2 توسعه پذیر ایجاد می کند که می تواند زیرساخت های شبکه لایه 3 را از طریق شناسه بخش 24 بیتی گسترش دهد. این شناسه شبکه VXLAN (VNI) است که به شانزده میلیون بخش مختلف شبکه اجازه می دهد.

حتما بخوانید: آموزش رفع خطای "A Debugger Has Been Found" 

VXLAN چگونه کار می کند؟

پروتکل VXLAN فریم های اترنت لایه 2 را در بسته های UDP لایه 4 محصور می کند و امکان ایجاد زیرشبکه های لایه 2 مجازی سازی شده را در شبکه لایه 3 فراهم می کند. به هر زیرشبکه یک شناسه شبکه VXLAN (VNI) اختصاص داده شده است. فرآیند کپسوله‌سازی و کپسول‌زدایی بسته‌ها توسط نقطه پایانی تونل VXLAN (VTEP) مدیریت می‌شود.

VTEP می تواند یک دستگاه شبکه مستقل مانند یک روتر یا سوئیچ یا یک سوئیچ مجازی روی یک میزبان باشد. VTEP فریم های اترنت را در بسته های VXLAN کپسوله می کند و آنها را از طریق شبکه IP به VTEP مقصد منتقل می کند، جایی که بسته ها باز شده و به میزبان مقصد ارسال می شوند.

برای دستگاه هایی مانند سرورهای بدون فلز که نمی توانند به تنهایی به عنوان VTEP عمل کنند، برخی از دستگاه های سخت افزاری مانند سوئیچ ها و روترهای Juniper از این فرآیند پشتیبانی می کنند. VTEP ها همچنین می توانند بر روی هایپروایزرهایی مانند KVM مستقر شوند تا از محیط های مجازی شده پشتیبانی کنند که به آن نرم افزار VTEP گفته می شود.

مزایای برجسته استفاده از VXLAN چیست؟

• مقیاس پذیری بهبود یافته چون VxLAN از 24 بیت برای VxLAN ID استفاده می کند، بیش از 16 میلیون VxLAN ID وجود خواهد داشت.
• امنیت بالا به دلیل تقسیم بندی شبکه
• به لطف استفاده از کپسوله‌سازی، داده‌های L2 را روی زیرساخت L3 بدون مشکلات سازگاری منتقل کنید.
• کاهش تأخیر ارسال بسته، می تواند بسته ها را در مسیرهای متعدد بدون استفاده از STP ارسال کند و همچنین امکان فعال کردن ECMP را فراهم می کند.
• پشتیبانی از ساخت زیرساخت شبکه مجازی‌سازی انعطاف‌پذیر با قابلیت‌های یکپارچه‌سازی SDN (شبکه تعریف‌شده نرم‌افزار).
• جداسازی شبکه مجازی از شبکه فیزیکی، استقرار، نظارت و مدیریت شبکه را راحت‌تر می‌کند. 

حتما بخوانید: رفع مشکل باز نشدن Notepad در ویندوز 11

محدودیت های VXLAN

• کپسوله کردن لایه 2 در بسته های UDP سربار را اضافه می کند.
• پیچیدگی بالا، به خصوص در هنگام برخورد با چندین بخش و VTEP.
• افزایش ترافیک آدرس MAC و VXLAN می تواند بر عملکرد دستگاه های شبکه و سوئیچ های فیزیکی تأثیر بگذارد.

نحوه استقرار VXLAN

استقرار VXLAN شامل پیکربندی VTEP در دستگاه های شبکه است. VXLAN باید روی رابط downlink برای خدمات دسترسی و رابط uplink برای ایجاد تونل های VXLAN پیکربندی شود. پس از استقرار، بسته ها می توانند به شبکه ارسال شوند. فرآیند استقرار VXLAN شامل سه مرحله اصلی است: شناسایی بسته، ایجاد تونل VXLAN و ارسال بسته. قبل از شروع، باید مطمئن شوید که شبکه فیزیکی برای پشتیبانی از VXLAN به درستی پیکربندی شده است.

• VXLAN را در رابط ها فعال کنید
• VNI را اختصاص دهید و پورت UDP را مشخص کنید
• پیکربندی آدرس IT VTEP
• آدرس های IP از راه دور و VXLAN را در رابط پوشش فعال می کند.

پیکربندی باید بر اساس سخت افزار شبکه خاص تنظیم شود. توسعه دهندگان می توانند از طریق دستوراتی مانند «show vxlan tunnel» و «show vxlan peer» تأیید کنند.

سه روش برای استقرار VXLAN وجود دارد:

1. VXLAN مبتنی بر میزبان:

با این رویکرد، استقرار VXLAN مستقیماً بر روی هر سرور به جای دستگاه های فیزیکی مانند سوئیچ ها انجام می شود. یک نکته قابل ذکر این است که سیستم عامل سرور باید از VXLAN و ماژول ها یا درایورهای هسته مربوطه پشتیبانی کند. کپسوله کردن و کپسوله کردن از طریق یک سوئیچ مجازی که به عنوان VTEP عمل می کند انجام می شود. VXLAN مبتنی بر میزبان انعطاف پذیری و کنترل بیشتری را در سطح میزبان فراهم می کند. 

2. VXLAN مبتنی بر پورت :

استقرار VXLAN مبتنی بر پورت مستقیماً بر روی دستگاه های دروازه شبکه مانند روترها و سوئیچ های لایه 3 انجام می شود. کپسول‌سازی و کپسول‌زدایی در VXLAN مبتنی بر پورت از طریق سوئیچ‌ها یا روترهایی انجام می‌شود که به عنوان VTEP عمل می‌کنند.  به این دستگاه ها دروازه های VXLAN می گویند. این روش معمولا برای اتصال شبکه های مجازی مبتنی بر VXLAN به شبکه های غیر VXLAN استفاده می شود. دروازه های مبتنی بر VXLAN انعطاف پذیری و قابلیت همکاری در مسیریابی را فراهم می کنند. 

3. VXLAN هیبریدی :

Hybrid VXLAN ترکیبی از VXLAN مبتنی بر پورت و VXLAN مبتنی بر میزبان در یک محیط شبکه است. استقرارهای ترکیبی با برخی از VTEP ها روی سخت افزار و برخی روی سوئیچ های مجازی پیاده سازی می شوند. رویکرد ترکیبی مزایای هر دو استقرار VXLAN را برای ارائه انعطاف‌پذیری، کارایی و مقیاس‌پذیری ترکیب می‌کند. 

سخن آخر

VXLAN یک فناوری مجازی سازی قدرتمند است که قابلیت های شبکه های مجازی را در عصر فناوری اطلاعات گسترش می دهد.سلام دنیا امیدوار است به شما کمک کند تا بفهمید VXLAN چیست و چگونه به طور مؤثر آن را در سیستم شبکه خود اعمال کنید.

مطالب مرتبط:

آموزش خاموش کردن یا ری استارت کامپیوتر با ویندوز 10 از راه دور

آموزش رفع مشکل "This PC Can't Run Windows 11" در ویندوز 10

آموزش روش دسترسی و باز کردن (windows tools) در ویندوز 11