בעידן מחשוב הענן והווירטואליזציה של רשתות, VXLAN (Virtual Extensible LAN) הפכה לטכנולוגיית יסוד לבניית רשתות שכבה גמישות וניתנות להרחבה. בלב ארכיטקטורת VXLAN נמצא VTEP (VXLAN Tunnel Endpoint), רכיב קריטי המאפשר העברה חלקה של תעבורת שכבה 2 על פני רשתות שכבה 3. ככל שתעבורת הרשת הופכת מורכבת יותר ויותר עם פרוטוקולי אנקפסולציה שונים, תפקידם של מתווכי חבילות רשת (NPBs) עם יכולות Tunnel Encapsulation Stripping הפך הכרחי באופטימיזציה של פעולות VTEP. בלוג זה בוחן את יסודות VTEP ואת הקשר שלו עם VXLAN, ולאחר מכן מתעמק כיצד פונקציית Tunnel Encapsulation Stripping של NPBs משפרת את ביצועי VTEP ואת נראות הרשת.
הבנת VTEP והקשר שלו עם VXLAN
ראשית, הבה נבהיר את המושגים המרכזיים: VTEP, קיצור של VXLAN Tunnel Endpoint, היא ישות רשת האחראית על עטיפה ופירוק של חבילות VXLAN ברשת שכבת-על VXLAN. היא משמשת כנקודת התחלה וסיום של מנהרות VXLAN, ופועלת כ"שער" המגשר בין רשת שכבת-על הווירטואלית לרשת הבסיס הפיזית. ניתן ליישם VTEPs כהתקנים פיזיים (כגון מתגים או נתבים התומכים ב-VXLAN) או ישויות תוכנה (כמו מתגים וירטואליים, מארחי מכולות או פרוקסי במכונות וירטואליות).
הקשר בין VTEP ל-VXLAN הוא סימביוטי מטבעו - VXLAN מסתמך על VTEPs כדי לממש את הפונקציונליות הליבה שלו, בעוד ש-VTEPs קיימים אך ורק כדי לתמוך בפעולות VXLAN. הערך הליבה של VXLAN הוא ליצור רשת וירטואלית שכבה 2 על גבי רשת IP שכבה 3 באמצעות אנקפסולציה של MAC-in-UDP, תוך התגברות על מגבלות המדרגיות של VLANs מסורתיים (התומכים רק ב-4096 מזהי VLAN) עם מזהה רשת VXLAN (VNI) של 24 סיביות המאפשר עד 16 מיליון רשתות וירטואליות. כך VTEPs מאפשרים זאת: כאשר מכונה וירטואלית (VM) שולחת תעבורה, ה-VTEP המקומי עוטף את מסגרת ה-Ethernet המקורית של שכבה 2 על ידי הוספת כותרת VXLAN (המכילה את ה-VNI), כותרת UDP (משתמשת בפורט 4789 כברירת מחדל), כותרת IP חיצונית (עם כתובת ה-IP של VTEP המקור וכתובת ה-IP של VTEP היעד) וכותרת Ethernet חיצונית. לאחר מכן, החבילה המקופסית משודרת דרך רשת שכבה 3 אל VTEP היעד, אשר מפרקת את החבילה על ידי הסרת כל הכותרות החיצוניות, משחזרת את מסגרת ה-Ethernet המקורית ומעבירה אותה למכונה הווירטואלית היעד בהתבסס על ה-VNI.
בנוסף, מערכות VTEP מטפלות במשימות קריטיות כגון למידת כתובות MAC (מיפוי דינמי של כתובות MAC של מחשבים מארחים מקומיים ומרוחקים לכתובות IP של VTEP) ועיבוד של תעבורת שידור, שידור חד-שידורי לא ידוע ושידור מרובה (BUM) - בין אם באמצעות קבוצות שידור מרובה או שכפול קצה-ראשי במצב שידור חד-שידורי בלבד. למעשה, מערכות VTEP הן אבני הבניין המאפשרות את הווירטואליזציה של הרשת ואת הבידוד מרובה הדיירים של VXLAN.
האתגר של תעבורה מקופסת עבור VTEPs
בסביבות מרכזי נתונים מודרניות, תעבורת VTEP מוגבלת לעיתים רחוקות לאנקפסולציה של VXLAN טהורה. תעבורה העוברת דרך VTEPs נושאת לעתים קרובות שכבות מרובות של כותרות אנקפסולציה, כולל VLAN, GRE, GTP, MPLS או IPIP, בנוסף ל-VXLAN. מורכבות אנקפסולציה זו מציבה אתגרים משמעותיים לפעולות VTEP ולניטור, ניתוח ואכיפת אבטחה שלאחר מכן:
○ - ראות מופחתתרוב כלי ניטור ואבטחת הרשת (כגון IDS/IPS, מנתחי זרימה ומריחי חבילות) נועדו לעבד תעבורה מקורית בשכבה 2/שכבה 3. כותרות משולבות מסתירות את המטען המקורי, מה שמקשה על כלים אלה לנתח במדויק את תוכן התעבורה או לזהות אנומליות.
○ - תקורת עיבוד מוגברתמערכות VTEP עצמן חייבות להשקיע משאבי מחשוב נוספים כדי לעבד חבילות רב-שכבתיות עטופות, במיוחד בסביבות עם תעבורה גבוהה. דבר זה יכול להוביל לעלייה בזמן ההשהיה, תפוקה מופחתת וצווארי בקבוק אפשריים בביצועים.
○ - בעיות יכולת פעולה הדדיתמקטעי רשת שונים או סביבות מרובות ספקים עשויים להשתמש בפרוטוקולי אנקפסולציה שונים. ללא הסרת כותרות נאותה, התעבורה עלולה להיכשל בהעברה או עיבוד נכונה בעת מעבר דרך VTEPs, מה שיוביל לבעיות יכולת פעולה הדדית.
כיצד הסרת אנקפסולציה של מנהרות על ידי NPBs מעצימה VTEPs
מתווכי חבילות הרשת (NPBs) של Mylinking™ עם יכולות הסרת חבילות מנהרה (Tunnel Encapsulation Stryping) מטפלים באתגרים אלה על ידי פעולה כ"מעבד מקדים לתעבורה" עבור VTEPs. NPBs יכולים להסיר כותרות אנקפסולציה שונות (כולל VXLAN, VLAN, GRE, GTP, MPLS ו-IPIP) מחבילות הנתונים המקוריות לפני העברת התעבורה ל-VTEPs או לכלי ניטור/אבטחה. פונקציונליות זו מספקת שלושה יתרונות עיקריים לפעולות VTEP:
1. נראות ואבטחה משופרות של הרשת
על ידי הסרת כותרות אנקפסולציה, NPBs חושפים את המטען המקורי של חבילות, ומאפשרים לכלי ניטור ואבטחה "לראות" את תוכן התעבורה בפועל. לדוגמה, כאשר תעבורת VTEP מועברת ל-IDS/IPS, ה-NPB מסיר תחילה את כותרות VXLAN ו-MPLS, ומאפשר ל-IDS/IPS לזהות פעילות זדונית (כגון תוכנות זדוניות או ניסיונות גישה לא מורשים) במסגרת המקורית. זה קריטי במיוחד בסביבות מרובות דיירים שבהן VTEPs מטפלים בתעבורה ממספר דיירים - NPBs מבטיחים שכלי אבטחה יכולים לבדוק תעבורה ספציפית לדייר מבלי להיפגע מהאנקפסולציה.
יתר על כן, NPBs יכולים להסיר באופן סלקטיבי כותרות על סמך סוגי תעבורה או VNI, ובכך לספק נראות מפורטת לרשתות וירטואליות ספציפיות. זה עוזר למנהלי רשת לפתור בעיות (כגון אובדן חבילות או השהייה) על ידי מתן אפשרות לניתוח מדויק של תעבורה בתוך מקטעי VXLAN בודדים.
2. ביצועי VTEP אופטימליים
NPBs מורידים את העומס של משימת הסרת הכותרות מ-VTEPs, ובכך מפחיתים את תקורת העיבוד בהתקני VTEP. במקום ש-VTEPs יבזבזו משאבי CPU על הסרת שכבות מרובות של כותרות (למשל, VLAN + GRE + VXLAN), NPBs מטפלים בשלב קדם-עיבוד זה, ומאפשרים ל-VTEPs להתמקד באחריותם העיקרית: אנקפסולציה/דה-קפסולציה של חבילות VXLAN וניהול מנהרות. התוצאה היא השהייה נמוכה יותר, תפוקה גבוהה יותר וביצועים כלליים משופרים של רשת ה-VXLAN - במיוחד בסביבות וירטואליזציה בצפיפות גבוהה עם אלפי מכונות וירטואליות ועומסי תעבורה כבדים.
לדוגמה, במרכז נתונים עם NPBs ומתגים הפועלים כ-VTEPs, NPB (כגון Mylinking™ Network Packet Brokers) יכול להסיר כותרות VLAN ו-MPLS מתעבורה נכנסת לפני שהיא מגיעה ל-VTEPs. זה מפחית את מספר פעולות עיבוד הכותרות שה-VTEPs צריכים לבצע, ומאפשר להם להתמודד עם יותר מנהרות וזרימות תעבורה בו זמנית.
3. יכולת פעולה הדדית משופרת על פני רשתות הטרוגניות
ברשתות מרובות ספקים או מרובות מקטעים, חלקים שונים של התשתית עשויים להשתמש בפרוטוקולי אנקפסולציה שונים. לדוגמה, תעבורה ממרכז נתונים מרוחק עשויה להגיע ל-VTEP מקומי עם אנקפסולציה של GRE, בעוד שתעבורה מקומית משתמשת ב-VXLAN. NPB יכול להסיר את הכותרות המגוונות הללו (GRE, VXLAN, IPIP וכו') ולהעביר זרם תעבורה עקבי ומקורי ל-VTEP, ובכך לבטל בעיות יכולת פעולה הדדית. זה בעל ערך רב במיוחד בסביבות ענן היברידיות, שבהן תעבורה משירותי ענן ציבוריים (לעתים קרובות המשתמשים באנקפסולציה של GTP או IPIP) צריכה להשתלב עם רשתות VXLAN מקומיות באמצעות VTEPs.
בנוסף, NPBs יכולים להעביר את הכותרות החסרות כמטא-דאטה לכלי ניטור, ובכך להבטיח שמנהלים ישמרו את ההקשר של האריזה המקורית (כגון תווית VNI או MPLS) ועדיין מאפשרים ניתוח של המטען המקורי. איזון זה בין הסרת כותרות ושימור הקשר הוא המפתח לניהול יעיל של הרשת.
כיצד ליישם את פונקציית הסרת חבילות המנהרה ב-VTEP?
ניתן ליישם הסרת אנקפסולציה של מנהרות ב-VTEP באמצעות תצורה ברמת החומרה, מדיניות מוגדרת תוכנה וסינרגיה עם בקרי SDN, כאשר הלוגיקה המרכזית מתמקדת בזיהוי כותרות מנהרה → ביצוע פעולות הסרת אנקפסולציה → העברת מטענים מקוריים. שיטות היישום הספציפיות משתנות מעט בהתאם לסוגי VTEP (פיזי/תוכנה), והגישות העיקריות הן כדלקמן:
עכשיו, אנחנו מדברים על יישום על VTEPs פיזיים (למשל,מתווכי חבילות רשת התומכים ב-VXLAN של Mylinking™) כאן.
מערכות VTEP פיזיות (כגון מתווכי חבילות רשת התומכים ב-VXLAN של Mylinking™) מסתמכות על שבבי חומרה ופקודות תצורה ייעודיות כדי להשיג הסרת אנקפסולציה יעילה, המתאימה לתרחישים של מרכזי נתונים בעלי תעבורה גבוהה:
התאמת אנקפסולציה מבוססת ממשק: צור ממשקי משנה ביציאות הגישה הפיזיות של VTEPs וקבע את התצורה של סוגי אנקפסולציה כדי להתאים ולסלק כותרות מנהרה ספציפיות. לדוגמה, ב-Mylinking™ Network Packet Brokers התומכים ב-VXLAN, הגדר את ממשקי המשנה של Layer 2 לזיהוי תגי VLAN 802.1Q או מסגרות לא מתויגות, והסרת כותרות VLAN לפני העברת תעבורה למנהרת VXLAN. עבור תעבורה אנקפסולרית ב-GRE/MPLS, הפעל ניתוח פרוטוקול מתאים בממשק המשנה כדי להסיר כותרות חיצוניות.
הסרת כותרות מבוססת מדיניות: השתמשו ב-ACL (רשימת בקרת גישה) או במדיניות תעבורה כדי להגדיר כללי התאמה (למשל, התאמת פורט UDP 4789 עבור VXLAN, סוג פרוטוקול 47 עבור GRE) ופעולות הסרת קשירה. כאשר התעבורה תואמת את הכללים, שבב החומרה של VTEP מסיר אוטומטית את כותרות המנהרה שצוינו (כותרות חיצוניות של VXLAN/UDP/IP, תוויות MPLS וכו') ומעביר את מטען שכבה 2 המקורי.
סינרגיה של שער מבוזר: בארכיטקטורות VXLAN Spine-Leaf, VTEPs פיזיים (צמתי Leaf) יכולים לשתף פעולה עם שערי Layer 3 כדי להשלים הסרת שכבות מרובות. לדוגמה, לאחר שצמתי Spine מעבירים תעבורת VXLAN עטופה ב-MPLS ל-VTEPs Leaf, ה-VTEPs מסירים תחילה תוויות MPLS, ולאחר מכן מבצעים הסרת VXLAN.
האם אתה זקוק לדוגמת תצורה עבור התקן VTEP של ספק ספציפי (כגוןמתווכי חבילות רשת התומכים ב-VXLAN של Mylinking™) ליישם הסרת כימוס של מנהרות?
תרחיש יישום מעשי
דמיינו מרכז נתונים ארגוני גדול הפורס רשת שכבת-על VXLAN עם מתגי H3C כ-VTEPs, התומכים במספר מכונות וירטואליות (VMs) של דיירים. מרכז הנתונים משתמש ב-MPLS להעברת תעבורה בין מתגי הליבה וב-VXLAN לתקשורת בין מכונות וירטואליות. בנוסף, סניפים מרוחקים שולחים תעבורה למרכז הנתונים דרך מנהרות GRE. כדי להבטיח אבטחה ונראות, הארגון פורס NPB עם Tunnel Encapsulation Stripping בין רשת הליבה ל-VTEPs.
כאשר תעבורה מגיעה למרכז הנתונים:
(1) ה-NPB מסיר תחילה כותרות MPLS מתעבורה המגיעה מרשת הליבה וכותרות GRE מתעבורת סניפים.
(2) עבור תעבורת VXLAN בין VTEPs, ה-NPB יכול להסיר כותרות VXLAN חיצוניות בעת העברת תעבורה לכלי ניטור, מה שמאפשר לכלי הניטור לבדוק את תעבורת המכונה הווירטואלית המקורית.
(3) ה-NPB מעביר את התעבורה שעברה עיבוד מראש (הסרת כותרות) ל-VTEPs, אשר צריכים לטפל רק באנקפסולציה/דה-קפסולציה של VXLAN עבור המטען המקורי. הגדרה זו מפחיתה את עומס עיבוד ה-VTEP, מאפשרת ניתוח מקיף של התעבורה ומבטיחה יכולת פעולה הדדית חלקה בין מקטעי MPLS, GRE ו-VXLAN.
רשתות VTEP הן עמוד השדרה של רשתות VXLAN, ומאפשרות וירטואליזציה ניתנת להרחבה ותקשורת מרובת דיירים. עם זאת, המורכבות הגוברת של תעבורה אנקפסולרית ברשתות מודרניות מציבה אתגרים משמעותיים לביצועי VTEP ולנראות הרשת. מתווכי חבילות רשת עם יכולות הסרת Tunnel Encapsulation מטפלים באתגרים אלה על ידי עיבוד מקדים של תעבורה, הסרת כותרות מגוונות (VXLAN, VLAN, GRE, GTP, MPLS, IPIP) לפני שהיא מגיעה לרשתות VTEP או לכלי ניטור. זה לא רק ממטב את ביצועי VTEP על ידי הפחתת תקורת העיבוד, אלא גם משפר את נראות הרשת, מחזק את האבטחה ומשפר את יכולת הפעולה ההדדית בסביבות הטרוגניות.
ככל שארגונים ממשיכים לאמץ ארכיטקטורות ענן מקוריות ופריסות ענן היברידיות, הסינרגיה בין NPBs ו-VTEPs תהפוך קריטית יותר ויותר. על ידי מינוף פונקציית הסרת המנהרות של NPBs, מנהלי רשת יכולים לנצל את מלוא הפוטנציאל של רשתות VXLAN, ולהבטיח שהן יעילות, מאובטחות וניתנות להתאמה לצרכים עסקיים מתפתחים.
זמן פרסום: ינואר-09-2026
