Introducción a la tecnología VXLANs en switches CloudEngine de Huawei

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Hola a todos. En esta publicación platicaremos sobre la tecnología VXLANs ampliamente utilizado en centro de datos y sistemas virtuales. Pasemos a la información para conocer más sobre este interesante tema.

 

Definición

Definida en el RFC 7348, la red virtual de área local extensible o Virtual eXtensible Local Area Network (VXLAN) es una tecnología de virtualización de red sobre capa 3 (NVO3) que utiliza la encapsulación MAC en UDP.

 

Propósito

Como una tecnología de computación en la nube central ampliamente utilizada, la virtualización de servidores reduce en gran medida los costos de TI y O&M y mejora la flexibilidad de implementación del servicio.

 

Figura 1 Virtualización del servidor


v1

 

En la red que se muestra en la Figura 1, un servidor se virtualiza en múltiples máquinas virtuales (VM), cada una de las cuales funciona como un host. Un gran aumento en el número de hosts causa los siguientes problemas:

 

La escala de VM está limitada por la especificación de red.

En una gran red heredada de capa 2, los paquetes de datos se reenvían a la capa 2 según las entradas de la dirección MAC. Sin embargo, el límite en la capacidad de la tabla de direcciones MAC en consecuencia limita el número de máquinas virtuales.

 

Las capacidades de aislamiento de la red son limitadas.

La mayoría de las redes actualmente usan VLAN para implementar el aislamiento de red. Sin embargo, la implementación de VLAN en redes virtualizadas a gran escala tiene las siguientes limitaciones:

¨              El campo de etiqueta de VLAN definido en IEEE 802.1Q tiene solo 12 bits y solo admite un máximo de 4096 VLAN, que son insuficientes para cumplir con los requisitos de identificación de usuario de las grandes redes de capa 2.

¨              Las VLAN en las redes de capa 2 heredadas no pueden adaptarse al ajuste dinámico de la red.

 

El alcance de la migración de VM está limitado por la arquitectura de red.

Después de que se inicia una VM, es posible que deba migrarse a un nuevo servidor debido a problemas de recursos en el servidor original, por ejemplo, uso elevado de CPU o recursos de memoria inadecuados. Para garantizar servicios ininterrumpidos durante la migración de VM, la dirección IP de la VM debe permanecer sin cambios y la red de servicio debe ser una red de Capa 2 que proporcione respaldo y confiabilidad de rutas múltiples.

 

VXLAN aborda los problemas anteriores en redes grandes de Capa 2 de las siguientes maneras:

 

Elimina las limitaciones de escala de VM impuestas por las especificaciones de la red.

VXLAN encapsula los paquetes de datos enviados desde máquinas virtuales en paquetes UDP y encapsula las direcciones IP y MAC utilizadas en la red física en los encabezados externos. Como resultado, la red solo conoce los parámetros encapsulados y no los datos internos. Esto reduce en gran medida los requisitos de especificación de la dirección MAC de las grandes redes de capa 2.


Proporciona mayores capacidades de aislamiento de red.

VXLAN utiliza una ID de segmento de red de 24 bits, llamada Identificador de red VXLAN (VNI), para identificar a los usuarios. El VNI es similar a una ID de VLAN, pero admite un máximo de 16 millones de segmentos de VXLAN.

 

Elimina las limitaciones de alcance de migración de VM impuestas por la arquitectura de red.

VXLAN utiliza la encapsulación MAC-in-UDP para extender las redes de capa 2. Encapsula paquetes Ethernet en paquetes IP para la transmisión a través de rutas, y no necesita conocer las direcciones MAC de las máquinas virtuales. Debido a que no hay limitación en la arquitectura de red de Capa 3, las redes de Capa 3 son escalables y tienen una fuerte rectificación automática de fallas y capacidades de equilibrio de carga. Esto permite la migración de VM independientemente de la arquitectura de red.

 

Beneficios

Como la virtualización del servidor se implementa rápidamente en los centros de datos basados en la infraestructura de red física, VXLAN ofrece los siguientes beneficios:

 

Admite un máximo de 16 millones de segmentos VXLAN con VNI de 24 bits, lo que permite a los centros de datos acomodar una gran cantidad de hosts.

 

Elimina la necesidad de dispositivos de borde de red que no sean VXLAN para identificar las direcciones MAC de VM, lo que reduce la cantidad de direcciones MAC que deben aprenderse y mejora el rendimiento de la red.


Desacopla las redes físicas y virtuales mediante el uso de la encapsulación MAC-UDP para extender las redes de capa 2. Los inquilinos pueden planificar sus propias redes virtuales, no limitadas por las direcciones IP de la red física o los dominios de difusión. Esto simplifica enormemente la gestión de la red.

                                      

Saludos.

 

FIN

 

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