Inom modern nätverksarkitektur är VLAN (Virtual Local Area Network) och VXLAN (Virtual Extended Local Area Network) de två vanligaste teknikerna för nätverksvirtualisering. De kan verka lika, men det finns faktiskt ett antal viktiga skillnader.
VLAN (virtuellt lokalt nätverk)
VLAN är en förkortning för Virtual Local Area Network (Virtual Local Area Network). Det är en teknik som delar upp de fysiska enheterna i ett LAN i flera delnät enligt logiska relationer. VLAN konfigureras på nätverksswitchar för att dela upp nätverksenheter i olika logiska grupper. Även om dessa enheter kan vara fysiskt placerade på olika platser, gör VLAN det möjligt för dem att logiskt tillhöra samma nätverk, vilket möjliggör flexibel hantering och isolering.
Kärnan i VLAN-tekniken ligger i uppdelningen av switchportar. Switchar hanterar trafik baserat på VLAN-ID (VLAN-identifierare). VLAN-ID:n sträcker sig från 1 till 4095 och är vanligtvis 12 binära siffror (dvs. intervallet 0 till 4095), vilket innebär att en switch kan stödja upp till 4 096 VLAN.
Arbetsflöde
○ VLAN-identifiering: När ett paket kommer in i en switch bestämmer switchen till vilket VLAN paketet ska vidarebefordras baserat på VLAN-ID-informationen i paketet. Vanligtvis används IEEE 802.1Q-protokollet för att VLAN-märka dataframen.
○ VLAN-sändningsdomän: Varje VLAN är en oberoende sändningsdomän. Även om flera VLAN finns på samma fysiska switch är deras sändningar isolerade från varandra, vilket minskar onödig sändningstrafik.
○ Datavidarebefordran: Switchen vidarebefordrar datapaketet till motsvarande port enligt de olika VLAN-taggarna. Om enheterna mellan olika VLAN behöver kommunicera måste de vidarebefordras via lager 3-enheter, till exempel routrar.
Anta att du har ett företag med flera avdelningar, som var och en använder olika VLAN. Med switchen kan du dela upp alla enheter på finansavdelningen i VLAN 10, de på försäljningsavdelningen i VLAN 20 och de på den tekniska avdelningen i VLAN 30. På så sätt isoleras nätverket mellan avdelningarna helt.
Fördelar
○ Förbättrad säkerhet: VLAN kan effektivt förhindra obehörig åtkomst mellan olika VLAN genom att dela upp olika tjänster i olika nätverk.
○ Nätverkstrafikhantering: Genom att allokera VLAN kan broadcaststormar undvikas och nätverket kan bli mer effektivt. Broadcastpaket kommer endast att spridas inom VLAN:et, vilket minskar bandbreddsanvändningen.
○ Nätverksflexibilitet: VLAN kan flexibelt dela upp nätverket efter affärsbehov. Till exempel kan enheter på finansavdelningen tilldelas samma VLAN även om de fysiskt befinner sig på olika våningar.
Begränsningar
○ Begränsad skalbarhet: Eftersom VLan-nätverk förlitar sig på traditionella switchar och stöder upp till 4096 VLan-nätverk, kan detta bli en flaskhals för stora nätverk eller storskaliga virtualiserade miljöer.
○ Problem med anslutning mellan domäner: VLAN är ett lokalt nätverk, kommunikation mellan VLAN måste utföras via en trelagersswitch eller router, vilket kan öka nätverkets komplexitet.
Applikationsscenario
○ Isolering och säkerhet i företagsnätverk: VLAN används ofta i företagsnätverk, särskilt i stora organisationer eller miljöer med flera avdelningar. Nätverkets säkerhet och åtkomstkontroll kan säkerställas genom att dela upp olika avdelningar eller affärssystem via VLAN. Till exempel kommer finansavdelningen ofta att vara i ett annat VLAN än FoU-avdelningen för att undvika obehörig åtkomst.
○ Minska Broadcast Storm: VLAN hjälper till att begränsa broadcasttrafik. Normalt sprids broadcastpaketen över hela nätverket, men i VLAN-miljön sprids broadcasttrafiken endast inom VLAN, vilket effektivt minskar nätverksbelastningen som orsakas av broadcaststormen.
○ Litet eller medelstort lokalt nätverk: För vissa små och medelstora företag erbjuder VLAN ett enkelt och effektivt sätt att bygga ett logiskt isolerat nätverk, vilket gör nätverkshanteringen mer flexibel.
VXLAN (Virtuellt utökat lokalt nätverk)
VXLAN (Virtual Extensible LAN) är en ny teknik som föreslås för att lösa begränsningarna hos traditionella VLAN i storskaliga datacenter- och virtualiseringsmiljöer. Den använder inkapslingsteknik för att överföra lager 2 (L2) datapaket genom det befintliga lager 3 (L3) nätverket, vilket bryter igenom skalbarhetsbegränsningarna hos VLAN.
Genom tunnelteknik och inkapslingsmekanism "lindar" VXLAN in de ursprungliga lager 2-datapaketen i lager 3 IP-datapaket, så att datapaketen kan överföras i det befintliga IP-nätverket. Kärnan i VXLAN ligger i dess inkapslings- och avinkapslingsmekanism, det vill säga att den traditionella L2-dataramen inkapslas av UDP-protokoll och överförs via IP-nätverket.
Arbetsflöde
○ VXLAN-headerinkapsling: I implementeringen av VXLAN kommer varje lager 2-paket att inkapslas som ett UDP-paket. VXLAN-inkapslingen inkluderar: VXLAN-nätverksidentifierare (VNI), UDP-header, IP-header och annan information.
○ Tunnel Terminal (VTEP): VXLAN använder tunnelteknik och paket inkapslas och avkapslas genom ett par VTEP-enheter. VTEP, VXLAN Tunnel Endpoint, är bryggan som förbinder VLAN och VXLAN. VTEP inkapslar de mottagna L2-paketen som VXLAN-paket och skickar dem till destinations-VTEP, som i sin tur avkapslar de inkapslade paketen till de ursprungliga L2-paketen.
○ Inkapslingsprocess för VXLAN: Efter att VXLAN-headern har kopplats till det ursprungliga datapaketet, kommer datapaketet att överföras till destinations-VTEP via IP-nätverket. Destinations-VTEP dekapsulerar paketet och vidarebefordrar det till rätt mottagare baserat på VNI-informationen.
Fördelar
○ Skalbar: VXLAN stöder upp till 16 miljoner virtuella nätverk (VNI), mycket mer än VLAN:s 4096 identifierare, vilket gör det idealiskt för storskaliga datacenter och molnmiljöer.
○ Stöd för flera datacenter: VXLAN kan utöka det virtuella nätverket mellan flera datacenter på olika geografiska platser, vilket bryter mot begränsningarna hos traditionella VLAN och är lämpligt för moderna molntjänster och virtualiseringsmiljöer.
○ Förenkla datacenternätverket: Genom VXLAN kan hårdvaruenheter från olika tillverkare vara kompatibla, stödja miljöer med flera hyresgäster och förenkla nätverksdesignen för storskaliga datacenter.
Begränsningar
○ Hög komplexitet: Konfigurationen av VXLAN är relativt komplex och involverar tunnelinkapsling, VTEP-konfiguration etc., vilket kräver ytterligare tekniskt stackstöd och ökar komplexiteten i drift och underhåll.
○ Nätverkslatens: På grund av den ytterligare bearbetning som krävs av inkapslingsprocessen och avkapslingsprocessen kan VXLAN introducera viss nätverkslatens, även om denna latens vanligtvis är liten, men fortfarande måste noteras i miljöer med hög prestanda.
VXLAN-applikationsscenario
○ Virtualisering av datacenternätverk: VXLAN används ofta i storskaliga datacenter. Servrar i datacentret använder vanligtvis virtualiseringsteknik. VXLAN kan bidra till att skapa ett virtuellt nätverk mellan olika fysiska servrar, vilket undviker VLAN:s begränsningar i skalbarhet.
○ Molnmiljö med flera hyresgäster: I ett publikt eller privat moln kan VXLAN tillhandahålla ett oberoende virtuellt nätverk för varje hyresgäst och identifiera varje hyresgästs virtuella nätverk med hjälp av VNI. Denna funktion i VXLAN är väl lämpad för modern molntjänstbehandling och miljöer med flera hyresgäster.
○ Nätverksskalning över datacenter: VXLAN är särskilt lämpligt för scenarier där virtuella nätverk behöver distribueras över flera datacenter eller geografiska områden. Eftersom VXLAN använder IP-nätverk för inkapsling kan det enkelt spänna över olika datacenter och geografiska platser för att uppnå virtuell nätverksexpansion på global skala.
VLAN kontra VxLAN
VLAN och VXLAN är båda tekniker för nätverksvirtualisering, men de är lämpliga för olika tillämpningsscenarier. VLAN är lämpligt för små eller medelstora nätverksmiljöer och kan ge grundläggande nätverksisolering och säkerhet. Dess styrka ligger i dess enkelhet, enkla konfiguration och breda stöd.
VXLAN är en teknik utformad för att hantera behovet av storskalig nätverksexpansion i moderna datacenter och molntjänstmiljöer. Styrkan hos VXLAN ligger i dess förmåga att stödja miljontals virtuella nätverk, vilket gör den lämplig för att distribuera virtualiserade nätverk över datacenter. Den bryter igenom VLAN:s begränsningar i skalbarhet och är lämplig för mer komplex nätverksdesign.
Även om namnet VXLAN verkar vara ett utökningsprotokoll för VLAN, har VXLAN i själva verket skiljt sig väsentligt från VLAN genom sin förmåga att bygga virtuella tunnlar. De viktigaste skillnaderna mellan dem är följande:
Särdrag | VLAN | VXLAN |
|---|---|---|
| Standard | IEEE 802.1Q | RFC 7348 (IETF) |
| Lager | Lager 2 (Datalänk) | Lager 2 över lager 3 (L2oL3) |
| Inkapsling | 802.1Q Ethernet-header | MAC-i-UDP (inkapslad i IP) |
| ID-storlek | 12-bitars (0–4095 VLAN) | 24-bitars (16,7 miljoner VNI:er) |
| Skalbarhet | Begränsat (4094 användbara VLAN) | Mycket skalbar (stöder moln med flera hyresgäster) |
| Hantering av sändningar | Traditionell översvämning (inom VLAN) | Använder IP-multicast eller head-end-replikering |
| Över huvudet | Låg (4-byte VLAN-tagg) | Hög (~50 byte: UDP + IP + VXLAN-rubriker) |
| Trafikisolering | Ja (per VLAN) | Ja (enligt VNI) |
| Tunnelbygge | Ingen tunnelering (plan L2) | Använder VTEP:er (VXLAN Tunnel Endpoints) |
| Användningsfall | Små/medelstora LAN, företagsnätverk | Molndatacenter, SDN, VMware NSX, Cisco ACI |
| Spanning Tree (STP) beroende | Ja (för att förhindra loopar) | Nej (använder Layer 3-routing, undviker STP-problem) |
| Hårdvarusupport | Stöds på alla switchar | Kräver VXLAN-kompatibla switchar/nätverkskort (eller programvarubaserade VTEP:er) |
| Mobilitetsstöd | Begränsad (inom samma L2-domän) | Bättre (virtuella maskiner kan röra sig över subnät) |
Vad kan Mylinking™ Network Packet Broker göra för virtuell nätverksteknik?
VLAN-taggad, VLAN otaggad, VLAN ersatt:
Stödde matchning av valfritt nyckelfält i de första 128 byten av ett paket. Användaren kan anpassa offsetvärdet och nyckelfältets längd och innehåll, samt bestämma trafikutdatapolicyn enligt användarkonfigurationen.
Avkapsling av tunneln:
Stödde VxLAN-, VLAN-, GRE-, GTP-, MPLS- och IPIP-headern som strippades i det ursprungliga datapaketet och vidarebefordrade utdata.
Identifiering av tunnelprotokoll
Stödjer automatisk identifiering av olika tunnelprotokoll som GTP/GRE/PPTP/L2TP/PPPOE/IPIP. Beroende på användarkonfigurationen kan trafikutgångsstrategin implementeras enligt tunnelns inre eller yttre lager.
Du kan kolla här för mer information om det relateradeNätverkspaketmäklare.
Publiceringstid: 25 juni 2025
