I molntjänsternas och nätverksvirtualiseringens era har VXLAN (Virtual Extensible LAN) blivit en hörnstensteknik för att bygga skalbara, flexibla overlay-nätverk. I hjärtat av VXLAN-arkitekturen ligger VTEP (VXLAN Tunnel Endpoint), en kritisk komponent som möjliggör sömlös överföring av lager 2-trafik över lager 3-nätverk. I takt med att nätverkstrafiken blir alltmer komplex med olika inkapslingsprotokoll har rollen för Network Packet Brokers (NPB:er) med Tunnel Encapsulation Stripping-funktioner blivit oumbärlig för att optimera VTEP-drift. Den här bloggen utforskar grunderna i VTEP och dess förhållande till VXLAN, och fördjupar sig sedan i hur NPB:ers tunnelinkapslingsstrippningsfunktion förbättrar VTEP-prestanda och nätverkssynlighet.
Förstå VTEP och dess relation till VXLAN
Låt oss först klargöra kärnbegreppen: VTEP, förkortning för VXLAN Tunnel Endpoint, är en nätverksenhet som ansvarar för att inkapsla och dekapsla VXLAN-paket i ett VXLAN-overlay-nätverk. Den fungerar som start- och slutpunkt för VXLAN-tunnlar och fungerar som en "gateway" som överbryggar det virtuella overlay-nätverket och det fysiska underlay-nätverket. VTEP:er kan implementeras som fysiska enheter (som VXLAN-kompatibla switchar eller routrar) eller programvaruenheter (som virtuella switchar, containervärdar eller proxyservrar på virtuella maskiner).
Förhållandet mellan VTEP och VXLAN är i sig symbiotiskt – VXLAN förlitar sig på VTEP:er för att förverkliga sin kärnfunktionalitet, medan VTEP:er existerar uteslutande för att stödja VXLAN-operationer. VXLANs kärnvärde är att skapa ett virtuellt lager 2-nätverk ovanpå ett lager 3 IP-nätverk genom MAC-in-UDP-inkapsling, vilket övervinner skalbarhetsbegränsningarna hos traditionella VLAN (som endast stöder 4096 VLAN-ID:n) med en 24-bitars VXLAN Network Identifier (VNI) som möjliggör upp till 16 miljoner virtuella nätverk. Så här möjliggör VTEP:er detta: När en virtuell maskin (VM) skickar trafik, inkapslar den lokala VTEP:n den ursprungliga lager 2 Ethernet-ramen genom att lägga till en VXLAN-header (som innehåller VNI), en UDP-header (med port 4789 som standard), en yttre IP-header (med käll-VTEP-IP och destination-VTEP-IP) och en yttre Ethernet-header. Det inkapslade paketet överförs sedan via lager 3-underlagsnätverket till destinations-VTEP, som dekapslerar paketet genom att skala bort alla yttre rubriker, återställer den ursprungliga Ethernet-ramen och vidarebefordrar den till mål-VM baserat på VNI.
Dessutom hanterar VTEP:er kritiska uppgifter som MAC-adressinlärning (dynamisk mappning av MAC-adresser från lokala och fjärrvärdar till VTEP-IP:er) och bearbetning av Broadcast-, Unknown Unicast- och Multicast-trafik (BUM) – antingen genom multicast-grupper eller head-end-replikering i unicast-only-läge. I huvudsak är VTEP:er byggstenarna som möjliggör VXLAN:s nätverksvirtualisering och isolering av flera hyresgäster.
Utmaningen med inkapslad trafik för VTEP:er
I moderna datacentermiljöer är VTEP-trafik sällan begränsad till ren VXLAN-inkapsling. Trafik som passerar genom VTEP:er bär ofta flera lager av inkapslingshuvuden, inklusive VLAN, GRE, GTP, MPLS eller IPIP, utöver VXLAN. Denna inkapslingskomplexitet innebär betydande utmaningar för VTEP-drift och efterföljande nätverksövervakning, analys och säkerhetsupprätthållande:
○ - Minskad siktDe flesta verktyg för nätverksövervakning och säkerhet (som IDS/IPS, flödesanalysatorer och paketsniffrar) är utformade för att bearbeta inbyggd lager 2/lager 3-trafik. Inkapslade rubriker döljer den ursprungliga nyttolasten, vilket gör det omöjligt för dessa verktyg att korrekt analysera trafikinnehåll eller upptäcka avvikelser.
○ - Ökad bearbetningsomkostnadVTEP:er själva måste lägga extra datorresurser på att bearbeta flerskiktade inkapslade paket, särskilt i miljöer med hög trafik. Detta kan leda till ökad latens, minskad dataflöde och potentiella prestandaflaskhalsar.
○ - InteroperabilitetsproblemOlika nätverkssegment eller miljöer med flera leverantörer kan använda olika inkapslingsprotokoll. Utan korrekt headerstripping kan trafik misslyckas med att vidarebefordras eller bearbetas korrekt när den passerar genom VTEP:er, vilket leder till interoperabilitetsproblem.
Hur NPB:s tunnelinkapslingsstrippning stärker VTEP:er
Mylinking™ Network Packet Brokers (NPB) med tunnelinkapslingsfunktioner hanterar dessa utmaningar genom att fungera som en "trafikförbehandlare" för VTEP:er. NPB:er kan strippa olika inkapslingsrubriker (inklusive VXLAN, VLAN, GRE, GTP, MPLS och IPIP) från ursprungliga datapaket innan trafiken vidarebefordras till VTEP:er eller övervaknings-/säkerhetsverktyg. Denna funktion ger tre viktiga fördelar för VTEP-drift:
1. Förbättrad nätverkssynlighet och säkerhet
Genom att ta bort inkapslingsrubriker exponerar NPB:er den ursprungliga nyttolasten av paket, vilket gör det möjligt för övervaknings- och säkerhetsverktyg att "se" det faktiska trafikinnehållet. Till exempel, när VTEP-trafik vidarebefordras till en IDS/IPS, tar NPB:n först bort VXLAN- och MPLS-rubriker, vilket gör att IDS/IPS kan upptäcka skadlig aktivitet (som skadlig programvara eller obehöriga åtkomstförsök) i den ursprungliga ramen. Detta är särskilt viktigt i miljöer med flera hyresgäster där VTEP:er hanterar trafik från flera hyresgäster – NPB:er säkerställer att säkerhetsverktyg kan inspektera hyresgästspecifik trafik utan att hindras av inkapsling.
Dessutom kan NPB:er selektivt strippa headers baserat på trafiktyper eller VNI, vilket ger detaljerad insyn i specifika virtuella nätverk. Detta hjälper nätverksadministratörer att felsöka problem (som paketförlust eller latens) genom att möjliggöra exakt analys av trafik inom enskilda VXLAN-segment.
2. Optimerad VTEP-prestanda
NPB:er avlastar VTEP:er header-stripping-uppgiften, vilket minskar bearbetningskostnaden på VTEP-enheter. Istället för att VTEP:er spenderar CPU-resurser på att strippa flera lager av headers (t.ex. VLAN + GRE + VXLAN), hanterar NPB:er detta förbehandlingssteg, vilket gör att VTEP:er kan fokusera på sina kärnuppgifter: inkapsling/dekapsling av VXLAN-paket och tunnelhantering. Detta resulterar i lägre latens, högre dataflöde och förbättrad total prestanda för VXLAN-overlay-nätverket – särskilt i virtualiseringsmiljöer med hög densitet, tusentals virtuella maskiner och tung trafikbelastning.
Till exempel, i ett datacenter med NPB:er och switchar som fungerar som VTEP:er, kan en NPB (som Mylinking™ Network Packet Brokers) strippa VLAN- och MPLS-headers från inkommande trafik innan den når VTEP:erna. Detta minskar antalet headerbearbetningsoperationer som VTEP:erna behöver utföra, vilket gör att de kan hantera fler samtidiga tunnlar och trafikflöden.
3. Förbättrad interoperabilitet över heterogena nätverk
I nätverk med flera leverantörer eller flera segment kan olika delar av infrastrukturen använda olika inkapslingsprotokoll. Till exempel kan trafik från ett fjärrdatacenter anlända till en lokal VTEP med GRE-inkapsling, medan lokal trafik använder VXLAN. En NPB kan strippa dessa olika headers (GRE, VXLAN, IPIP, etc.) och vidarebefordra en konsekvent, nativ trafikström till VTEP, vilket eliminerar interoperabilitetsproblem. Detta är särskilt värdefullt i hybridmolnmiljöer, där trafik från publika molntjänster (ofta med GTP- eller IPIP-inkapsling) behöver integreras med lokala VXLAN-nätverk via VTEP:er.
Dessutom kan NPB:er vidarebefordra de borttagna rubrikerna som metadata till övervakningsverktyg, vilket säkerställer att administratörer behåller kontexten kring den ursprungliga inkapslingen (t.ex. VNI- eller MPLS-etikett) samtidigt som de fortfarande möjliggör analys av den ursprungliga nyttolasten. Denna balans mellan borttagning av rubriker och kontextbevarande är nyckeln till effektiv nätverkshantering.
Hur implementerar man funktionen för tunnelpaketstrippning i VTEP?
Tunnelinkapslingsstrippning i VTEP kan implementeras genom konfiguration på hårdvarunivå, programvarudefinierade policyer och synergi med SDN-styrenheter, med kärnlogik som fokuserar på att identifiera tunnelhuvuden → utföra strippningsåtgärder → vidarebefordra ursprungliga nyttolaster. De specifika implementeringsmetoderna varierar något beroende på VTEP-typer (fysiska/programvarubaserade), och de viktigaste metoderna är följande:
Nu talar vi om implementering på fysiska VTEP:er (t.ex.Mylinking™ VXLAN-kompatibla nätverkspaketmäklare) här.
Fysiska VTEP:er (som Mylinking™ VXLAN-kompatibla Network Packet Brokers) förlitar sig på hårdvaruchips och dedikerade konfigurationskommandon för att uppnå effektiv inkapslingsstrippning, lämplig för scenarier med hög trafik i datacenter:
Gränssnittsbaserad inkapslingsmatchning: Skapa undergränssnitt på de fysiska åtkomstportarna för VTEP:er och konfigurera inkapslingstyper för att matcha och ta bort specifika tunnelhuvuden. Till exempel, på Mylinking™ VXLAN-kompatibla Network Packet Brokers, konfigurera Layer 2-undergränssnitt för att känna igen 802.1Q VLAN-taggar eller otaggade ramar, och ta bort VLAN-huvuden innan trafik vidarebefordras till VXLAN-tunneln. För GRE/MPLS-inkapslad trafik, aktivera motsvarande protokollparsning på undergränssnittet för att ta bort yttre huvuden.
Policybaserad header-stripping: Använd ACL (Access Control List) eller trafikpolicy för att definiera matchningsregler (t.ex. matchande UDP-port 4789 för VXLAN, protokolltyp 47 för GRE) och bind-stripping-åtgärder. När trafiken matchar reglerna, strippar VTEP-hårdvaruchipet automatiskt de angivna tunnelheadrarna (VXLAN/UDP/IP-ytterheadrar, MPLS-etiketter etc.) och vidarebefordrar den ursprungliga Layer 2-nyttolasten.
Distribuerad gateway-synergi: I Spine-Leaf VXLAN-arkitekturer kan fysiska VTEP:er (Leaf-noder) samarbeta med Layer 3-gateways för att slutföra flerskiktsstripping. Till exempel, efter att Spine-noder vidarebefordrar MPLS-inkapslad VXLAN-trafik till Leaf VTEP:er, strippar VTEP:erna först MPLS-etiketter och utför sedan VXLAN-dekapsling.
Behöver du ett konfigurationsexempel för en specifik leverantörs VTEP-enhet (t.ex.Mylinking™ VXLAN-kompatibla nätverkspaketmäklare) att implementera tunnelinkapsling avdrivning?
Praktiskt tillämpningsscenario
Tänk dig ett stort företagsdatacenter som distribuerar ett VXLAN-overlay-nätverk med H3C-switchar som VTEP:er, med stöd för flera virtuella maskiner med hyresgäster. Datacentret använder MPLS för trafiköverföring mellan kärnswitchar och VXLAN för kommunikation mellan virtuella maskiner. Dessutom skickar fjärrkontor trafik till datacentret via GRE-tunnlar. För att säkerställa säkerhet och synlighet distribuerar företaget en NPB med Tunnel Encapsulation Stripping mellan kärnnätverket och VTEP:erna.
När trafiken anländer till datacentret:
(1) NPB:n tar först bort MPLS-headers från trafik som kommer från kärnnätverket och GRE-headers från filialkontorstrafik.
(2) För VXLAN-trafik mellan VTEP:er kan NPB:n strippa yttre VXLAN-headers när trafik vidarebefordras till övervakningsverktyg, vilket gör att verktygen kan inspektera den ursprungliga VM-trafiken.
(3) NPB vidarebefordrar den förbearbetade (header-strippade) trafiken till VTEP:erna, som bara behöver hantera VXLAN-inkapsling/dekapsling för den ursprungliga nyttolasten. Denna installation minskar VTEP-bearbetningsbelastningen, möjliggör omfattande trafikanalys och säkerställer sömlös interoperabilitet mellan MPLS-, GRE- och VXLAN-segment.
VTEP:er är ryggraden i VXLAN-nätverk och möjliggör skalbar virtualisering och kommunikation med flera hyresgäster. Den växande komplexiteten hos inkapslad trafik i moderna nätverk innebär dock betydande utmaningar för VTEP-prestanda och nätverkssynlighet. Network Packet Brokers med Tunnel Encapsulation Stripping-funktioner hanterar dessa utmaningar genom att förbehandla trafik och strippa olika headers (VXLAN, VLAN, GRE, GTP, MPLS, IPIP) innan den når VTEP:er eller övervakningsverktyg. Detta optimerar inte bara VTEP-prestanda genom att minska bearbetningsoverhead utan förbättrar också nätverkssynligheten, stärker säkerheten och förbättrar interoperabiliteten över heterogena miljöer.
I takt med att organisationer fortsätter att använda molnbaserade arkitekturer och hybridmolndistributioner kommer synergin mellan NPB:er och VTEP:er att bli allt viktigare. Genom att utnyttja NPB:ernas funktion för tunnelinkapsling kan nätverksadministratörer frigöra VXLAN-nätverkens fulla potential och säkerställa att de är effektiva, säkra och anpassningsbara till föränderliga affärsbehov.
Publiceringstid: 9 januari 2026
