I en tid med skytjenester og nettverksvirtualisering har VXLAN (Virtual Extensible LAN) blitt en hjørnesteinsteknologi for å bygge skalerbare, fleksible overlay-nettverk. I hjertet av VXLAN-arkitekturen ligger VTEP (VXLAN Tunnel Endpoint), en kritisk komponent som muliggjør sømløs overføring av lag 2-trafikk på tvers av lag 3-nettverk. Etter hvert som nettverkstrafikken blir stadig mer kompleks med ulike innkapslingsprotokoller, har rollen til Network Packet Brokers (NPB-er) med Tunnel Encapsulation Stripping-funksjoner blitt uunnværlig for å optimalisere VTEP-operasjoner. Denne bloggen utforsker det grunnleggende i VTEP og forholdet til VXLAN, og går deretter inn på hvordan NPB-ers tunnelinnkapslingsstripping-funksjon forbedrer VTEP-ytelse og nettverkssynlighet.
Forstå VTEP og forholdet mellom det og VXLAN
La oss først avklare kjernekonseptene: VTEP, en forkortelse for VXLAN Tunnel Endpoint, er en nettverksenhet som er ansvarlig for å innkapsle og dekapsulere VXLAN-pakker i et VXLAN overlay-nettverk. Den fungerer som start- og sluttpunkt for VXLAN-tunneler, og fungerer som en "gateway" som bygger bro mellom det virtuelle overlay-nettverket og det fysiske underlay-nettverket. VTEP-er kan implementeres som fysiske enheter (som VXLAN-kompatible svitsjer eller rutere) eller programvareenheter (som virtuelle svitsjer, containerverter eller proxyer på virtuelle maskiner).
Forholdet mellom VTEP og VXLAN er iboende symbiotisk – VXLAN er avhengig av VTEP-er for å realisere sin kjernefunksjonalitet, mens VTEP-er eksisterer utelukkende for å støtte VXLAN-operasjoner. VXLANs kjerneverdi er å opprette et virtuelt lag 2-nettverk oppå et lag 3 IP-nettverk gjennom MAC-in-UDP-innkapsling, og dermed overvinne skalerbarhetsbegrensningene til tradisjonelle VLAN-er (som bare støtter 4096 VLAN-ID-er) med en 24-bit VXLAN Network Identifier (VNI) som muliggjør opptil 16 millioner virtuelle nettverk. Slik muliggjør VTEP-er dette: Når en virtuell maskin (VM) sender trafikk, innkapsler den lokale VTEP-en den opprinnelige lag 2 Ethernet-rammen ved å legge til en VXLAN-header (som inneholder VNI), en UDP-header (som bruker port 4789 som standard), en ytre IP-header (med kilde-VTEP IP og destinasjons-VTEP IP) og en ytre Ethernet-header. Den innkapslede pakken sendes deretter over lag 3-underlagsnettverket til destinasjons-VTEP, som dekapsulerer pakken ved å fjerne alle ytre overskrifter, gjenoppretter den opprinnelige Ethernet-rammen og videresender den til mål-VM basert på VNI.
I tillegg håndterer VTEP-er kritiske oppgaver som MAC-adresselæring (dynamisk tilordning av MAC-adresser til lokale og eksterne verter til VTEP-IP-er) og behandling av kringkastings-, ukjent unicast- og multicast-trafikk (BUM) – enten gjennom multicast-grupper eller head-end-replikering i unicast-only-modus. I hovedsak er VTEP-er byggesteinene som gjør VXLANs nettverksvirtualisering og multi-tenant-isolering mulig.
Utfordringen med innkapslet trafikk for VTEP-er
I moderne datasentermiljøer er VTEP-trafikk sjelden begrenset til ren VXLAN-innkapsling. Trafikk som går gjennom VTEP-er har ofte flere lag med innkapslingsoverskrifter, inkludert VLAN, GRE, GTP, MPLS eller IPIP, i tillegg til VXLAN. Denne innkapslingskompleksiteten gir betydelige utfordringer for VTEP-drift og påfølgende nettverksovervåking, analyse og sikkerhetshåndhevelse:
○ - Redusert siktDe fleste verktøy for nettverksovervåking og sikkerhet (som IDS/IPS, flytanalysatorer og pakkesniffere) er utviklet for å behandle native lag 2/lag 3-trafikk. Innkapslede overskrifter skjuler den opprinnelige nyttelasten, noe som gjør det umulig for disse verktøyene å analysere trafikkinnhold nøyaktig eller oppdage avvik.
○ - Økt prosesseringsoverheadVTEP-er må selv bruke ekstra dataressurser for å behandle flerlags innkapslede pakker, spesielt i miljøer med mye trafikk. Dette kan føre til økt latens, redusert gjennomstrømning og potensielle ytelsesflaskehalser.
○ - InteroperabilitetsproblemerUlike nettverkssegmenter eller miljøer med flere leverandører kan bruke forskjellige innkapslingsprotokoller. Uten riktig header-stripping kan trafikken mislykkes i å videresendes eller behandles riktig når den passerer gjennom VTEP-er, noe som kan føre til interoperabilitetsproblemer.
Hvordan NPB-ers tunnelinnkapslingsstripping styrker VTEP-er
Mylinking™ Network Packet Brokers (NPB-er) med tunnelinnkapslingsstripping-funksjoner løser disse utfordringene ved å fungere som en "trafikkforbehandler" for VTEP-er. NPB-er kan strippe forskjellige innkapslingsoverskrifter (inkludert VXLAN, VLAN, GRE, GTP, MPLS og IPIP) fra originale datapakker før trafikken videresendes til VTEP-er eller overvåkings-/sikkerhetsverktøy. Denne funksjonaliteten gir tre viktige fordeler for VTEP-operasjoner:
1. Forbedret nettverkssynlighet og sikkerhet
Ved å fjerne innkapslingsoverskrifter eksponerer NPB-er den opprinnelige nyttelasten til pakker, slik at overvåkings- og sikkerhetsverktøy kan "se" det faktiske trafikkinnholdet. Når for eksempel VTEP-trafikk videresendes til en IDS/IPS, fjerner NPB-en først VXLAN- og MPLS-overskrifter, slik at IDS/IPS-en kan oppdage ondsinnet aktivitet (som skadelig programvare eller uautoriserte tilgangsforsøk) i den opprinnelige rammen. Dette er spesielt kritisk i miljøer med flere leietakere der VTEP-er håndterer trafikk fra flere leietakere – NPB-er sørger for at sikkerhetsverktøy kan inspisere leietakerspesifikk trafikk uten å bli hindret av innkapsling.
Dessuten kan NPB-er selektivt fjerne overskrifter basert på trafikktyper eller VNI, noe som gir detaljert innsikt i spesifikke virtuelle nettverk. Dette hjelper nettverksadministratorer med å feilsøke problemer (som pakketap eller latens) ved å muliggjøre presis analyse av trafikk innenfor individuelle VXLAN-segmenter.
2. Optimalisert VTEP-ytelse
NPB-er avlaster header-strippingsoppgaven fra VTEP-er, noe som reduserer behandlingskostnadene på VTEP-enheter. I stedet for at VTEP-er bruker CPU-ressurser på å strippe flere lag med headere (f.eks. VLAN + GRE + VXLAN), håndterer NPB-er dette forbehandlingstrinnet, slik at VTEP-er kan fokusere på sine kjerneoppgaver: innkapsling/dekapsling av VXLAN-pakker og tunnelhåndtering. Dette resulterer i lavere latens, høyere gjennomstrømning og forbedret total ytelse for VXLAN-overlay-nettverket – spesielt i virtualiseringsmiljøer med høy tetthet med tusenvis av virtuelle maskiner og tung trafikkbelastning.
For eksempel, i et datasenter med NPB-er og svitsjer som fungerer som VTEP-er, kan en NPB (som Mylinking™ Network Packet Brokers) fjerne VLAN- og MPLS-headere fra innkommende trafikk før den når VTEP-ene. Dette reduserer antallet headerbehandlingsoperasjoner VTEP-ene må utføre, slik at de kan håndtere flere samtidige tunneler og trafikkstrømmer.
3. Forbedret interoperabilitet på tvers av heterogene nettverk
I nettverk med flere leverandører eller segmenter kan ulike deler av infrastrukturen bruke ulike innkapslingsprotokoller. For eksempel kan trafikk fra et eksternt datasenter ankomme en lokal VTEP med GRE-innkapsling, mens lokal trafikk bruker VXLAN. En NPB kan fjerne disse ulike overskriftene (GRE, VXLAN, IPIP osv.) og videresende en konsistent, naturlig trafikkstrøm til VTEP, noe som eliminerer interoperabilitetsproblemer. Dette er spesielt verdifullt i hybride skymiljøer, der trafikk fra offentlige skytjenester (ofte ved bruk av GTP- eller IPIP-innkapsling) må integreres med lokale VXLAN-nettverk via VTEP-er.
I tillegg kan NPB-er videresende de fjernede overskriftene som metadata til overvåkingsverktøy, noe som sikrer at administratorer beholder kontekst om den opprinnelige innkapslingen (som VNI- eller MPLS-etikett) samtidig som de muliggjør analyse av den opprinnelige nyttelasten. Denne balansen mellom fjerning av overskrift og kontekstbevaring er nøkkelen til effektiv nettverksadministrasjon.
Hvordan implementere tunnelpakkestrippingsfunksjonen i VTEP?
Tunnelinnkapslingsstripping i VTEP kan implementeres gjennom konfigurasjon på maskinvarenivå, programvaredefinerte policyer og synergi med SDN-kontrollere, med kjernelogikk som fokuserer på å identifisere tunnelhoder → utføre strippingshandlinger → videresende originale nyttelaster. De spesifikke implementeringsmetodene varierer noe basert på VTEP-typer (fysisk/programvare), og viktige tilnærminger er som følger:
Nå snakker vi om implementering på fysiske VTEP-er (f.eks.Mylinking™ VXLAN-kompatible nettverkspakkemeglere) her.
Fysiske VTEP-er (som Mylinking™ VXLAN-kompatible Network Packet Brokers) er avhengige av maskinvarebrikker og dedikerte konfigurasjonskommandoer for å oppnå effektiv innkapslingsstripping, egnet for datasenterscenarier med mye trafikk:
Grensesnittbasert innkapslingsmatching: Opprett undergrensesnitt på de fysiske tilgangsportene til VTEP-er og konfigurer innkapslingstyper for å matche og fjerne spesifikke tunneloverskrifter. For eksempel, på Mylinking™ VXLAN-kompatible Network Packet Brokers, konfigurer Layer 2-undergrensesnitt til å gjenkjenne 802.1Q VLAN-tagger eller utaggede rammer, og fjern VLAN-overskrifter før trafikk videresendes til VXLAN-tunnelen. For GRE/MPLS-innkapslet trafikk, aktiver tilsvarende protokollparsing på undergrensesnittet for å fjerne ytre overskrifter.
Policybasert header-stripping: Bruk ACL (Access Control List) eller trafikkpolicy for å definere samsvarsregler (f.eks. samsvarende UDP-port 4789 for VXLAN, protokolltype 47 for GRE) og bind-stripping-handlinger. Når trafikken samsvarer med reglene, fjerner VTEP-maskinvarebrikken automatisk de spesifiserte tunnelheaderne (VXLAN/UDP/IP ytre headere, MPLS-etiketter osv.) og videresender den opprinnelige Layer 2-nyttelasten.
Distribuert gateway-synergi: I Spine-Leaf VXLAN-arkitekturer kan fysiske VTEP-er (Leaf-noder) samarbeide med Layer 3-gatewayer for å fullføre flerlagsstripping. For eksempel, etter at Spine-noder videresender MPLS-innkapslet VXLAN-trafikk til Leaf VTEP-er, fjerner VTEP-ene først MPLS-etiketter, og utfører deretter VXLAN-dekapsling.
Trenger du et konfigurasjonseksempel for en bestemt leverandørs VTEP-enhet (for eksempelMylinking™ VXLAN-kompatible nettverkspakkemeglere) å implementere stripping av tunnelinnkapsling?
Praktisk anvendelsesscenario
Tenk deg et stort datasenter for en bedrift som distribuerer et VXLAN-overleggsnettverk med H3C-svitsjer som VTEP-er, og som støtter flere virtuelle maskiner med leietaker. Datasenteret bruker MPLS for trafikkoverføring mellom kjernesvitsjer og VXLAN for VM-til-VM-kommunikasjon. I tillegg sender eksterne avdelingskontorer trafikk til datasenteret via GRE-tunneler. For å sikre sikkerhet og synlighet distribuerer bedriften en NPB med Tunnel Encapsulation Stripping mellom kjernenettverket og VTEP-ene.
Når trafikken ankommer datasenteret:
(1) NPB fjerner først MPLS-headere fra trafikk som kommer fra kjernenettverket og GRE-headere fra trafikken til filialkontorene.
(2) For VXLAN-trafikk mellom VTEP-er kan NPB fjerne ytre VXLAN-headere når trafikk videresendes til overvåkingsverktøy, slik at verktøyene kan inspisere den opprinnelige VM-trafikken.
(3) NPB videresender den forhåndsbehandlede (header-strippede) trafikken til VTEP-ene, som bare trenger å håndtere VXLAN-innkapsling/dekapsling for den native nyttelasten. Dette oppsettet reduserer VTEP-behandlingsbelastningen, muliggjør omfattende trafikkanalyse og sikrer sømløs interoperabilitet mellom MPLS-, GRE- og VXLAN-segmenter.
VTEP-er er ryggraden i VXLAN-nettverk, og muliggjør skalerbar virtualisering og kommunikasjon med flere leietakere. Den økende kompleksiteten til innkapslet trafikk i moderne nettverk stiller imidlertid betydelige utfordringer for VTEP-ytelse og nettverkssynlighet. Network Packet Brokers med Tunnel Encapsulation Stripping-funksjoner adresserer disse utfordringene ved å forhåndsbehandle trafikk og fjerne forskjellige overskrifter (VXLAN, VLAN, GRE, GTP, MPLS, IPIP) før den når VTEP-er eller overvåkingsverktøy. Dette optimaliserer ikke bare VTEP-ytelsen ved å redusere behandlingsoverhead, men forbedrer også nettverkssynligheten, styrker sikkerheten og forbedrer interoperabiliteten på tvers av heterogene miljøer.
Etter hvert som organisasjoner fortsetter å ta i bruk skybaserte arkitekturer og hybride skydistribusjoner, vil synergien mellom NPB-er og VTEP-er bli stadig viktigere. Ved å utnytte NPB-enes tunnelinnkapslingsfunksjon kan nettverksadministratorer frigjøre det fulle potensialet til VXLAN-nettverk, og sikre at de er effektive, sikre og tilpasningsdyktige til utviklende forretningsbehov.
Publisert: 09.01.2026
