Στη σύγχρονη αρχιτεκτονική δικτύων, το VLAN (Εικονικό Τοπικό Δίκτυο) και το VXLAN (Εικονικό Εκτεταμένο Τοπικό Δίκτυο) είναι οι δύο πιο συνηθισμένες τεχνολογίες εικονικοποίησης δικτύων. Μπορεί να φαίνονται παρόμοιες, αλλά στην πραγματικότητα υπάρχουν ορισμένες βασικές διαφορές.
VLAN (Εικονικό Τοπικό Δίκτυο)
Το VLAN είναι η συντομογραφία του Εικονικού Τοπικού Δικτύου (Virtual Local Area Network - Εικονικό τοπικό δίκτυο). Είναι μια τεχνική που διαιρεί τις φυσικές συσκευές σε ένα τοπικό δίκτυο (LAN) σε πολλά υποδίκτυα σύμφωνα με λογικές σχέσεις. Το VLAN διαμορφώνεται σε διακόπτες δικτύου για να διαιρεί τις συσκευές δικτύου σε διαφορετικές λογικές ομάδες. Παρόλο που αυτές οι συσκευές μπορεί να βρίσκονται φυσικά σε διαφορετικά μέρη, το VLAN τους επιτρέπει να ανήκουν λογικά στο ίδιο δίκτυο, επιτρέποντας ευέλικτη διαχείριση και απομόνωση.
Ο πυρήνας της τεχνολογίας VLAN έγκειται στην κατανομή των θυρών των switch. Τα switch διαχειρίζονται την κίνηση με βάση το VLAN ID (αναγνωριστικό VLAN). Τα VLAN IDs κυμαίνονται από 1 έως 4095 και συνήθως αποτελούνται από 12 δυαδικά ψηφία (δηλαδή, το εύρος από 0 έως 4095), πράγμα που σημαίνει ότι ένα switch μπορεί να υποστηρίξει έως και 4.096 VLans.
Ροή εργασίας
○ Αναγνώριση VLAN: Όταν ένα πακέτο εισέρχεται σε έναν διακόπτη, ο διακόπτης αποφασίζει σε ποιο VLAN πρέπει να προωθηθεί το πακέτο με βάση τις πληροφορίες VLAN ID στο πακέτο. Συνήθως, το πρωτόκολλο IEEE 802.1Q χρησιμοποιείται για την επισήμανση VLAN στο πλαίσιο δεδομένων.
○ Τομέας Εκπομπής VLAN: Κάθε VLAN είναι ένας ανεξάρτητος τομέας εκπομπής. Ακόμα κι αν πολλά VLans βρίσκονται στον ίδιο φυσικό διακόπτη, οι εκπομπές τους είναι απομονωμένες μεταξύ τους, μειώνοντας την περιττή κίνηση εκπομπής.
○ Προώθηση Δεδομένων: Ο διακόπτης προωθεί το πακέτο δεδομένων στην αντίστοιχη θύρα σύμφωνα με τις διαφορετικές ετικέτες VLAN. Εάν οι συσκευές μεταξύ διαφορετικών VLAN χρειάζεται να επικοινωνήσουν, πρέπει να προωθηθούν μέσω συσκευών επιπέδου 3, όπως δρομολογητές.
Ας υποθέσουμε ότι έχετε μια εταιρεία με πολλά τμήματα, καθένα από τα οποία χρησιμοποιεί διαφορετικό VLAN. Με τον διακόπτη, μπορείτε να διαιρέσετε όλες τις συσκευές στο οικονομικό τμήμα σε VLAN 10, αυτές του τμήματος πωλήσεων σε VLAN 20 και αυτές του τεχνικού τμήματος σε VLAN 30. Με αυτόν τον τρόπο, το δίκτυο μεταξύ των τμημάτων είναι πλήρως απομονωμένο.
Φόντα
○ Βελτιωμένη ασφάλεια: Το VLAN μπορεί να αποτρέψει αποτελεσματικά την μη εξουσιοδοτημένη πρόσβαση μεταξύ διαφορετικών VLAN, διαιρώντας διαφορετικές υπηρεσίες σε διαφορετικά δίκτυα.
○ Διαχείριση κίνησης δικτύου: Με την κατανομή VLans, μπορούν να αποφευχθούν οι καταιγίδες εκπομπών και το δίκτυο μπορεί να γίνει πιο αποτελεσματικό. Τα πακέτα μετάδοσης θα διαδίδονται μόνο εντός του VLAN, μειώνοντας τη χρήση εύρους ζώνης.
○ Ευελιξία Δικτύου: Το VLAN μπορεί να διαιρέσει ευέλικτα το δίκτυο ανάλογα με τις επιχειρηματικές ανάγκες. Για παράδειγμα, οι συσκευές στο οικονομικό τμήμα μπορούν να αντιστοιχιστούν στο ίδιο VLAN ακόμα κι αν βρίσκονται φυσικά σε διαφορετικούς ορόφους.
Περιορισμοί
○ Περιορισμένη επεκτασιμότητα: Καθώς τα VLans βασίζονται σε παραδοσιακούς διακόπτες και υποστηρίζουν έως και 4096 VLans, αυτό μπορεί να αποτελέσει εμπόδιο για μεγάλα δίκτυα ή μεγάλης κλίμακας εικονικά περιβάλλοντα.
○ Πρόβλημα σύνδεσης μεταξύ τομέων: Το VLAN είναι ένα τοπικό δίκτυο, η επικοινωνία μεταξύ VLAN πρέπει να πραγματοποιείται μέσω του διακόπτη ή του δρομολογητή τριών επιπέδων, γεγονός που μπορεί να αυξήσει την πολυπλοκότητα του δικτύου.
Σενάριο εφαρμογής
○ Απομόνωση και Ασφάλεια σε Εταιρικά Δίκτυα: Τα VLAN χρησιμοποιούνται ευρέως σε εταιρικά δίκτυα, ειδικά σε μεγάλους οργανισμούς ή σε διατμηματικά περιβάλλοντα. Η ασφάλεια και ο έλεγχος πρόσβασης του δικτύου μπορούν να διασφαλιστούν διαιρώντας διαφορετικά τμήματα ή επιχειρηματικά συστήματα μέσω VLAN. Για παράδειγμα, το οικονομικό τμήμα θα βρίσκεται συχνά σε διαφορετικό VLAN από το τμήμα Έρευνας και Ανάπτυξης για να αποφευχθεί η μη εξουσιοδοτημένη πρόσβαση.
○ Μείωση της καταιγίδας εκπομπών: Το VLAN βοηθά στον περιορισμό της κίνησης εκπομπών. Κανονικά, τα πακέτα εκπομπής θα διασκορπίζονται σε όλο το δίκτυο, αλλά στο περιβάλλον VLAN, η κίνηση εκπομπής θα διασκορπίζεται μόνο εντός του VLAN, γεγονός που μειώνει αποτελεσματικά το φόρτο δικτύου που προκαλείται από την καταιγίδα εκπομπών.
○ Μικρό ή Μεσαίου Μεγέθους Τοπικό Δίκτυο: Για ορισμένες μικρές και μεσαίες επιχειρήσεις, το VLAN παρέχει έναν απλό και αποτελεσματικό τρόπο δημιουργίας ενός λογικά απομονωμένου δικτύου, καθιστώντας τη διαχείριση του δικτύου πιο ευέλικτη.
VXLAN (Εικονικό Εκτεταμένο Τοπικό Δίκτυο)
Το VXLAN (Virtual Extensible LAN) είναι μια νέα τεχνολογία που προτείνεται για την επίλυση των περιορισμών του παραδοσιακού VLAN σε μεγάλης κλίμακας κέντρα δεδομένων και περιβάλλοντα εικονικοποίησης. Χρησιμοποιεί τεχνολογία ενθυλάκωσης για τη μεταφορά πακέτων δεδομένων επιπέδου 2 (L2) μέσω του υπάρχοντος δικτύου επιπέδου 3 (L3), ξεπερνώντας τον περιορισμό επεκτασιμότητας του VLAN.
Μέσω της τεχνολογίας σήραγγας και του μηχανισμού ενθυλάκωσης, το VXLAN "τυλίγει" τα αρχικά πακέτα δεδομένων επιπέδου 2 σε πακέτα δεδομένων IP επιπέδου 3, έτσι ώστε τα πακέτα δεδομένων να μπορούν να μεταδοθούν στο υπάρχον δίκτυο IP. Ο πυρήνας του VXLAN έγκειται στον μηχανισμό ενθυλάκωσης και αποενθυλάκωσης, δηλαδή, το παραδοσιακό πλαίσιο δεδομένων L2 ενθυλακώνεται από το πρωτόκολλο UDP και μεταδίδεται μέσω του δικτύου IP.
Ροή εργασίας
○ Ενθυλάκωση Κεφαλίδας VXLAN: Στην υλοποίηση του VXLAN, κάθε πακέτο επιπέδου 2 θα ενθυλακώνεται ως πακέτο UDP. Η ενθυλάκωση VXLAN περιλαμβάνει: αναγνωριστικό δικτύου VXLAN (VNI), κεφαλίδα UDP, κεφαλίδα IP και άλλες πληροφορίες.
○ Τερματικό Σήραγγας (VTEP): Το VXLAN χρησιμοποιεί τεχνολογία σήραγγας και τα πακέτα ενθυλακώνονται και αποενθυλακώνονται μέσω ενός ζεύγους συσκευών VTEP. Το VTEP, VXLAN Tunnel Endpoint, είναι η γέφυρα που συνδέει το VLAN και το VXLAN. Το VTEP ενθυλακώνει τα ληφθέντα πακέτα L2 ως πακέτα VXLAN και τα στέλνει στον προορισμό VTEP, ο οποίος με τη σειρά του αποενθυλακώνει τα ενθυλακωμένα πακέτα στα αρχικά πακέτα L2.
○ Διαδικασία ενθυλάκωσης του VXLAN: Μετά την προσάρτηση της κεφαλίδας VXLAN στο αρχικό πακέτο δεδομένων, το πακέτο δεδομένων θα μεταδοθεί στο VTEP προορισμού μέσω του δικτύου IP. Το VTEP προορισμού αποθυλακώνει το πακέτο και το προωθεί στον σωστό δέκτη με βάση τις πληροφορίες VNI.
Φόντα
○ Επεκτάσιμο: Το VXLAN υποστηρίζει έως και 16 εκατομμύρια εικονικά δίκτυα (VNI), πολύ περισσότερα από τα 4096 αναγνωριστικά του VLAN, καθιστώντας το ιδανικό για κέντρα δεδομένων μεγάλης κλίμακας και περιβάλλοντα cloud.
○ Υποστήριξη κέντρων δεδομένων μεταξύ διαφορετικών περιοχών: Το VXLAN μπορεί να επεκτείνει το εικονικό δίκτυο μεταξύ πολλαπλών κέντρων δεδομένων σε διαφορετικές γεωγραφικές τοποθεσίες, σπάζοντας τους περιορισμούς του παραδοσιακού VLAN, και είναι κατάλληλο για σύγχρονα περιβάλλοντα cloud computing και εικονικοποίησης.
○ Απλοποίηση Δικτύου Κέντρων Δεδομένων: Μέσω του VXLAN, οι συσκευές υλικού από διαφορετικούς κατασκευαστές μπορούν να είναι διαλειτουργικές, να υποστηρίζουν περιβάλλοντα πολλαπλών μισθωτών και να απλοποιούν τον σχεδιασμό δικτύου κέντρων δεδομένων μεγάλης κλίμακας.
Περιορισμοί
○ Υψηλή Πολυπλοκότητα: Η διαμόρφωση του VXLAN είναι σχετικά πολύπλοκη, περιλαμβάνοντας ενθυλάκωση σήραγγας, διαμόρφωση VTEP κ.λπ., η οποία απαιτεί πρόσθετη τεχνική υποστήριξη στοίβας και αυξάνει την πολυπλοκότητα της λειτουργίας και της συντήρησης.
○ Καθυστέρηση δικτύου: Λόγω της πρόσθετης επεξεργασίας που απαιτείται από τη διαδικασία ενθυλάκωσης και αποενθυλάκωσης, το VXLAN ενδέχεται να εισαγάγει κάποια καθυστέρηση δικτύου, αν και αυτή η καθυστέρηση είναι συνήθως μικρή, αλλά πρέπει να λαμβάνεται υπόψη σε περιβάλλοντα υψηλής απόδοσης.
Σενάριο εφαρμογής VXLAN
○ Εικονικοποίηση Δικτύου Κέντρου Δεδομένων: Το VXLAN χρησιμοποιείται ευρέως σε κέντρα δεδομένων μεγάλης κλίμακας. Οι διακομιστές στο κέντρο δεδομένων συνήθως χρησιμοποιούν τεχνολογία εικονικοποίησης. Το VXLAN μπορεί να βοηθήσει στη δημιουργία ενός εικονικού δικτύου μεταξύ διαφορετικών φυσικών διακομιστών, αποφεύγοντας τον περιορισμό του VLAN στην επεκτασιμότητα.
○ Περιβάλλον Cloud Πολλαπλών Ενοικιαστών: Σε ένα δημόσιο ή ιδιωτικό cloud, το VXLAN μπορεί να παρέχει ένα ανεξάρτητο εικονικό δίκτυο για κάθε ενοικιαστή και να αναγνωρίζει το εικονικό δίκτυο κάθε ενοικιαστή μέσω VNI. Αυτή η λειτουργία του VXLAN είναι ιδανική για σύγχρονα περιβάλλοντα cloud computing και πολλαπλών ενοικιαστών.
○ Κλιμάκωση Δικτύου σε Κέντρα Δεδομένων: Το VXLAN είναι ιδιαίτερα κατάλληλο για σενάρια όπου τα εικονικά δίκτυα πρέπει να αναπτυχθούν σε πολλά κέντρα δεδομένων ή γεωγραφικές περιοχές. Επειδή το VXLAN χρησιμοποιεί δίκτυα IP για ενθυλάκωση, είναι σε θέση να εκτείνεται εύκολα σε διαφορετικά κέντρα δεδομένων και γεωγραφικές τοποθεσίες για να επιτύχει επέκταση εικονικού δικτύου σε παγκόσμια κλίμακα.
VLAN έναντι VxLAN
Το VLAN και το VXLAN είναι και τα δύο τεχνολογίες εικονικοποίησης δικτύου, αλλά είναι κατάλληλα για διαφορετικά σενάρια εφαρμογών. Το VLAN είναι κατάλληλο για περιβάλλοντα δικτύου μικρής ή μεσαίας κλίμακας και μπορεί να παρέχει βασική απομόνωση και ασφάλεια δικτύου. Το δυνατό του σημείο έγκειται στην απλότητά του, την ευκολία διαμόρφωσης και την ευρεία υποστήριξη.
Το VXLAN είναι μια τεχνολογία που έχει σχεδιαστεί για να ανταποκρίνεται στην ανάγκη για μεγάλης κλίμακας επέκταση δικτύου σε σύγχρονα κέντρα δεδομένων και περιβάλλοντα cloud computing. Η δύναμη του VXLAN έγκειται στην ικανότητά του να υποστηρίζει εκατομμύρια εικονικά δίκτυα, καθιστώντας το κατάλληλο για την ανάπτυξη εικονικών δικτύων σε κέντρα δεδομένων. Σπάει τον περιορισμό του VLAN στην επεκτασιμότητα και είναι κατάλληλο για πιο σύνθετο σχεδιασμό δικτύων.
Αν και το όνομα VXLAN φαίνεται να είναι μια επέκταση πρωτοκόλλου του VLAN, στην πραγματικότητα, το VXLAN διαφέρει σημαντικά από το VLAN λόγω της ικανότητάς του να δημιουργεί εικονικές σήραγγες. Οι κύριες διαφορές μεταξύ τους είναι οι εξής:
Χαρακτηριστικό | VLAN | VXLAN |
|---|---|---|
| Πρότυπο | IEEE 802.1Q | RFC 7348 (IETF) |
| Στρώμα | Επίπεδο 2 (Σύνδεσμος Δεδομένων) | Στρώμα 2 πάνω από Στρώμα 3 (L2oL3) |
| Ενθυλάκωση | Κεφαλίδα Ethernet 802.1Q | MAC-σε-UDP (ενθυλακωμένο σε IP) |
| Μέγεθος ταυτότητας | 12-bit (0-4095 VLAN) | 24-bit (16,7 εκατομμύρια VNI) |
| Επεκτασιμότητα | Περιορισμένο (4094 χρησιμοποιήσιμα VLAN) | Υψηλή επεκτασιμότητα (υποστηρίζει cloud πολλαπλών μισθωτών) |
| Χειρισμός μετάδοσης | Παραδοσιακή πλημμύρα (εντός VLAN) | Χρησιμοποιεί πολλαπλή διανομή IP ή αναπαραγωγή head-end |
| Πάνω από το κεφάλι | Χαμηλή (ετικέτα VLAN 4 byte) | Υψηλή (~50 byte: κεφαλίδες UDP + IP + VXLAN) |
| Απομόνωση κυκλοφορίας | Ναι (ανά VLAN) | Ναι (ανά VNI) |
| Σήραγγα | Χωρίς διάνοιξη σήραγγας (επίπεδο L2) | Χρησιμοποιεί VTEP (Τερματικά σημεία σήραγγας VXLAN) |
| Περιπτώσεις χρήσης | Μικρά/μεσαία LAN, εταιρικά δίκτυα | Κέντρα δεδομένων cloud, SDN, VMware NSX, Cisco ACI |
| Εξάρτηση από το Δέντρο Εκτεινόμενης Χρήσης (STP) | Ναι (για την αποτροπή βρόχων) | Όχι (χρησιμοποιεί δρομολόγηση επιπέδου 3, αποφεύγει προβλήματα STP) |
| Υποστήριξη υλικού | Υποστηρίζεται σε όλους τους διακόπτες | Απαιτούνται διακόπτες/NIC (ή VTEP λογισμικού) με δυνατότητα VXLAN |
| Υποστήριξη Κινητικότητας | Περιορισμένη (εντός του ίδιου τομέα L2) | Καλύτερα (οι εικονικές μηχανές μπορούν να μετακινούνται σε υποδίκτυα) |
Τι μπορεί να κάνει το Mylinking™ Network Packet Broker για την Τεχνολογία Εικονικού Δικτύου;
VLAN Tagged, VLAN Untagged, VLAN Replaced:
Υποστηρίζεται η αντιστοίχιση οποιουδήποτε πεδίου κλειδιού στα πρώτα 128 byte ενός πακέτου. Ο χρήστης μπορεί να προσαρμόσει την τιμή μετατόπισης και το μήκος και το περιεχόμενο του πεδίου κλειδιού, καθώς και να καθορίσει την πολιτική εξόδου κίνησης σύμφωνα με τη διαμόρφωση του χρήστη.
Απογύμνωση ενθυλάκωσης σήραγγας:
Υποστήριξε την κεφαλίδα VxLAN, VLAN, GRE, GTP, MPLS, IPIP χωρίς το αρχικό πακέτο δεδομένων και την προωθημένη έξοδο.
Αναγνώριση πρωτοκόλλου σήραγγας
Υποστηρίζεται η αυτόματη αναγνώριση διαφόρων πρωτοκόλλων σήραγγας όπως GTP / GRE / PPTP / L2TP / PPPOE/IPIP. Ανάλογα με τη διαμόρφωση του χρήστη, η στρατηγική εξόδου κυκλοφορίας μπορεί να εφαρμοστεί σύμφωνα με το εσωτερικό ή το εξωτερικό επίπεδο της σήραγγας.
Μπορείτε να δείτε εδώ περισσότερες λεπτομέρειες σχετικά με τα σχετικάΜεσίτης Πακέτων Δικτύου.
Ώρα δημοσίευσης: 25 Ιουνίου 2025
