I moderne nettverksarkitektur er VLAN (Virtual Local Area Network) og VXLAN (Virtual Extended Local Area Network) de to vanligste nettverksvirtualiseringsteknologiene. De kan virke like, men det er faktisk en rekke viktige forskjeller.
VLAN (virtuelt lokalnettverk)
VLAN er en forkortelse for Virtual Local Area Network (Virtual Local Area Network). Det er en teknikk som deler de fysiske enhetene i et LAN inn i flere delnett i henhold til logiske forhold. VLAN er konfigurert på nettverkssvitsjer for å dele nettverksenheter inn i forskjellige logiske grupper. Selv om disse enhetene kan være fysisk plassert på forskjellige steder, lar VLAN dem logisk tilhøre det samme nettverket, noe som muliggjør fleksibel administrasjon og isolering.
Kjernen i VLAN-teknologi ligger i oppdelingen av svitsjporter. Svitsjer administrerer trafikk basert på VLAN-ID (VLAN-identifikator). VLAN-ID-er varierer fra 1 til 4095 og er vanligvis 12 binære sifre (dvs. området 0 til 4095), noe som betyr at en svitsj kan støtte opptil 4096 VLAN-er.
Arbeidsflyt
○ VLAN-identifikasjon: Når en pakke kommer inn i en svitsj, bestemmer svitsjen hvilket VLAN pakken skal videresendes til basert på VLAN-ID-informasjonen i pakken. Vanligvis brukes IEEE 802.1Q-protokollen til å VLAN-merke datarammen.
○ VLAN-kringkastingsdomene: Hvert VLAN er et uavhengig kringkastingsdomene. Selv om flere VLAN-er er på samme fysiske svitsj, er kringkastingene deres isolert fra hverandre, noe som reduserer unødvendig kringkastingstrafikk.
○ Datavideresending: Svitsjen videresender datapakken til den tilsvarende porten i henhold til de forskjellige VLAN-taggene. Hvis enhetene mellom forskjellige VLAN-er trenger å kommunisere, må de videresendes via lag 3-enheter, for eksempel rutere.
La oss si at du har et selskap med flere avdelinger, som hver bruker et annet VLAN. Med svitsjen kan du dele alle enheter i finansavdelingen inn i VLAN 10, de i salgsavdelingen inn i VLAN 20, og de i den tekniske avdelingen inn i VLAN 30. På denne måten er nettverket mellom avdelingene fullstendig isolert.
Fordeler
○ Forbedret sikkerhet: VLAN kan effektivt forhindre uautorisert tilgang mellom forskjellige VLAN-er ved å dele forskjellige tjenester inn i forskjellige nettverk.
○ Nettverkstrafikkhåndtering: Ved å tildele VLAN-er kan kringkastingsstormer unngås, og nettverket kan bli mer effektivt. Kringkastingspakker vil kun bli forplantet innenfor VLAN-et, noe som reduserer båndbreddebruken.
○ Nettverksfleksibilitet: VLAN kan fleksibelt dele nettverket i henhold til forretningsbehov. For eksempel kan enheter i finansavdelingen tilordnes samme VLAN, selv om de fysisk befinner seg i forskjellige etasjer.
Begrensninger
○ Begrenset skalerbarhet: Ettersom VLAN-er er avhengige av tradisjonelle svitsjer og støtter opptil 4096 VLAN-er, kan dette bli en flaskehals for store nettverk eller virtualiserte miljøer i stor skala.
○ Problem med tilkobling på tvers av domener: VLAN er et lokalt nettverk, og kommunikasjon på tvers av VLAN må utføres via en trelagssvitsj eller ruter, noe som kan øke nettverkets kompleksitet.
Søknadsscenario
○ Isolasjon og sikkerhet i bedriftsnettverk: VLAN-er er mye brukt i bedriftsnettverk, spesielt i store organisasjoner eller tverrfaglige miljøer. Sikkerheten og tilgangskontrollen til nettverket kan sikres ved å dele opp forskjellige avdelinger eller forretningssystemer gjennom VLAN. For eksempel vil finansavdelingen ofte være i et annet VLAN enn FoU-avdelingen for å unngå uautorisert tilgang.
○ Reduser kringkastingsstorm: VLAN bidrar til å begrense kringkastingstrafikk. Normalt vil kringkastingspakkene spres over hele nettverket, men i VLAN-miljøet vil kringkastingstrafikken bare spres innenfor VLAN-et, noe som effektivt reduserer nettverksbelastningen forårsaket av kringkastingsstormen.
○ Lite eller mellomstort lokalnett: For noen små og mellomstore bedrifter gir VLAN en enkel og effektiv måte å bygge et logisk isolert nettverk på, noe som gjør nettverksadministrasjon mer fleksibel.
VXLAN (virtuelt utvidet lokalnettverk)
VXLAN (Virtual Extensible LAN) er en ny teknologi som er foreslått for å løse begrensningene til tradisjonelle VLAN i store datasentre og virtualiseringsmiljøer. Den bruker innkapslingsteknologi for å overføre lag 2 (L2) datapakker gjennom det eksisterende lag 3 (L3) nettverket, noe som bryter gjennom skalerbarhetsbegrensningene til VLAN.
Gjennom tunnelteknologi og innkapslingsmekanisme "pakker" VXLAN de originale lag 2-datapakkene inn i lag 3 IP-datapakker, slik at datapakkene kan overføres i det eksisterende IP-nettverket. Kjernen i VXLAN ligger i innkapslings- og avinnkapslingsmekanismen, det vil si at den tradisjonelle L2-datarammen er innkapslet av UDP-protokollen og overført via IP-nettverket.
Arbeidsflyt
○ VXLAN-headerinnkapsling: I implementeringen av VXLAN vil hver lag 2-pakke bli innkapslet som en UDP-pakke. VXLAN-innkapslingen inkluderer: VXLAN-nettverksidentifikator (VNI), UDP-header, IP-header og annen informasjon.
○ Tunnelterminal (VTEP): VXLAN bruker tunnelteknologi, og pakker innkapsles og dekapsles gjennom et par VTEP-enheter. VTEP, VXLAN Tunnel Endpoint, er broen som forbinder VLAN og VXLAN. VTEP innkapsler de mottatte L2-pakkene som VXLAN-pakker og sender dem til destinasjons-VTEP, som igjen dekapslerer de innkapslede pakkene til de originale L2-pakkene.
○ Innkapslingsprosess for VXLAN: Etter at VXLAN-headeren er koblet til den opprinnelige datapakken, vil datapakken bli overført til destinasjons-VTEP via IP-nettverket. Destinasjons-VTEP dekapsulerer pakken og videresender den til riktig mottaker basert på VNI-informasjonen.
Fordeler
○ Skalerbar: VXLAN støtter opptil 16 millioner virtuelle nettverk (VNI), mye mer enn VLANs 4096 identifikatorer, noe som gjør det ideelt for store datasentre og skymiljøer.
○ Støtte for kryssdatasentre: VXLAN kan utvide det virtuelle nettverket mellom flere datasentre på forskjellige geografiske steder, bryte begrensningene til tradisjonelle VLAN, og er egnet for moderne skytjenester og virtualiseringsmiljøer.
○ Forenkle datasenternettverket: Gjennom VXLAN kan maskinvareenheter fra forskjellige produsenter være interoperable, støtte miljøer med flere leietakere og forenkle nettverksdesignet til store datasentre.
Begrensninger
○ Høy kompleksitet: Konfigurasjonen av VXLAN er relativt kompleks, og involverer tunnelinnkapsling, VTEP-konfigurasjon osv., noe som krever ytterligere teknisk stakkstøtte og øker kompleksiteten i drift og vedlikehold.
○ Nettverkslatens: På grunn av den ekstra behandlingen som kreves av innkapslings- og avinnkapslingsprosessen, kan VXLAN introdusere noe nettverkslatens, selv om denne latensen vanligvis er liten, men fortsatt må tas i betraktning i miljøer med høy ytelse.
VXLAN-applikasjonsscenario
○ Virtualisering av datasenternettverk: VXLAN er mye brukt i store datasentre. Servere i datasenteret bruker vanligvis virtualiseringsteknologi. VXLAN kan bidra til å opprette et virtuelt nettverk mellom forskjellige fysiske servere, og unngå begrensningene til VLAN i skalerbarhet.
○ Skymiljø med flere leietakere: I en offentlig eller privat sky kan VXLAN tilby et uavhengig virtuelt nettverk for hver leietaker og identifisere hver leietakers virtuelle nettverk ved hjelp av VNI. Denne funksjonen i VXLAN er godt egnet for moderne skytjenester og miljøer med flere leietakere.
○ Nettverksskalering på tvers av datasentre: VXLAN er spesielt egnet for scenarier der virtuelle nettverk må distribueres på tvers av flere datasentre eller geografiske områder. Fordi VXLAN bruker IP-nettverk for innkapsling, kan det enkelt strekke seg over forskjellige datasentre og geografiske steder for å oppnå virtuell nettverksutvidelse på global skala.
VLAN vs. VxLAN
VLAN og VXLAN er begge nettverksvirtualiseringsteknologier, men de er egnet for forskjellige applikasjonsscenarier. VLAN er egnet for små eller mellomstore nettverksmiljøer, og kan gi grunnleggende nettverksisolasjon og sikkerhet. Styrken ligger i enkelhet, enkel konfigurasjon og bred støtte.
VXLAN er en teknologi utviklet for å håndtere behovet for storskala nettverksutvidelse i moderne datasentre og skybaserte databehandlingsmiljøer. Styrken til VXLAN ligger i dens evne til å støtte millioner av virtuelle nettverk, noe som gjør den egnet for distribusjon av virtualiserte nettverk på tvers av datasentre. Den bryter gjennom begrensningene til VLAN i skalerbarhet og er egnet for mer kompleks nettverksdesign.
Selv om navnet VXLAN ser ut til å være en utvidelsesprotokoll for VLAN, har VXLAN faktisk vært vesentlig forskjellig fra VLAN ved sin evne til å bygge virtuelle tunneler. De viktigste forskjellene mellom dem er som følger:
Trekk | VLAN | VXLAN |
|---|---|---|
| Standard | IEEE 802.1Q | RFC 7348 (IETF) |
| Lag | Lag 2 (datalink) | Lag 2 over lag 3 (L2oL3) |
| Innkapsling | 802.1Q Ethernet-hode | MAC-i-UDP (innkapslet i IP) |
| ID-størrelse | 12-bit (0–4095 VLAN-er) | 24-bit (16,7 millioner VNI-er) |
| Skalerbarhet | Begrenset (4094 brukbare VLAN-er) | Svært skalerbar (støtter skyer med flere leietakere) |
| Håndtering av kringkasting | Tradisjonell oversvømmelse (innenfor VLAN) | Bruker IP-multicast eller head-end-replikering |
| Overheadkostnader | Lav (4-byte VLAN-tag) | Høy (~50 byte: UDP + IP + VXLAN-overskrifter) |
| Trafikisolering | Ja (per VLAN) | Ja (per VNI) |
| Tunnelering | Ingen tunnelering (flat L2) | Bruker VTEP-er (VXLAN-tunnelendepunkter) |
| Brukstilfeller | Små/mellomstore LAN-er, bedriftsnettverk | Skybaserte datasentre, SDN, VMware NSX, Cisco ACI |
| Spanning Tree (STP)-avhengighet | Ja (for å unngå løkker) | Nei (bruker lag 3-ruting, unngår STP-problemer) |
| Maskinvarestøtte | Støttes på alle svitsjer | Krever VXLAN-kompatible svitsjer/nettverkskort (eller programvarebaserte VTEP-er) |
| Mobilitetsstøtte | Begrenset (innenfor samme L2-domene) | Bedre (VM-er kan bevege seg på tvers av delnett) |
Hva kan Mylinking™ Network Packet Broker gjøre for virtuell nettverksteknologi?
VLAN-merket, VLAN uten merke, VLAN erstattet:
Støttet samsvar mellom et hvilket som helst nøkkelfelt i de første 128 bytene av en pakke. Brukeren kan tilpasse offset-verdien og lengden og innholdet på nøkkelfeltet, og bestemme trafikkutdatapolicyen i henhold til brukerkonfigurasjonen.
Stripping av tunnelinnkapsling:
Støttet VxLAN-, VLAN-, GRE-, GTP-, MPLS- og IPIP-headeren som ble fjernet i den originale datapakken og videresendt utgang.
Identifikasjon av tunnelprotokoll
Støtter automatisk identifisering av ulike tunnelprotokoller som GTP/GRE/PPTP/L2TP/PPPOE/IPIP. I henhold til brukerkonfigurasjonen kan trafikkutgangsstrategien implementeres i henhold til tunnelens indre eller ytre lag.
Du kan sjekke her for mer informasjon om det relaterteNettverkspakkemegler.
Publisert: 25. juni 2025
