Na arquitectura de redes moderna, a VLAN (rede de área local virtual) e a VXLAN (rede de área local estendida virtual) son as dúas tecnoloxías de virtualización de redes máis comúns. Poden parecer semellantes, pero en realidade existen unha serie de diferenzas clave.
VLAN (rede de área local virtual)
VLAN é a abreviatura de Rede de Área Local Virtual (Rede de Área Local Virtual). É unha técnica que divide os dispositivos físicos dunha LAN en varias subredes segundo relacións lóxicas. A VLAN configúrase nos conmutadores de rede para dividir os dispositivos de rede en diferentes grupos lóxicos. Aínda que estes dispositivos poidan estar situados fisicamente en diferentes lugares, a VLAN permítelles pertencer loxicamente á mesma rede, o que permite unha xestión e un illamento flexibles.
O núcleo da tecnoloxía VLAN reside na división dos portos dos conmutadores. Os conmutadores xestionan o tráfico en función do ID de VLAN (identificador de VLAN). Os ID de VLAN van do 1 ao 4095 e adoitan ser 12 díxitos binarios (é dicir, o rango do 0 ao 4095), o que significa que un conmutador pode admitir ata 4096 VLAN.
Fluxo de traballo
○ Identificación de VLAN: Cando un paquete entra nun conmutador, este decide a que VLAN se debe reenviar o paquete en función da información de identificación de VLAN do paquete. Normalmente, o protocolo IEEE 802.1Q úsase para etiquetar a VLAN a trama de datos.
○ Dominio de difusión de VLAN: cada VLAN é un dominio de difusión independente. Mesmo se hai varias VLAN no mesmo conmutador físico, as súas difusións están illadas entre si, o que reduce o tráfico de difusión innecesario.
○ Reenvío de datos: o conmutador reenvía o paquete de datos ao porto correspondente segundo as diferentes etiquetas VLAN. Se os dispositivos entre diferentes VLAN precisan comunicarse, deben reenviarse a través de dispositivos de capa 3, como os enrutadores.
Supoñamos que tes unha empresa con varios departamentos, cada un dos cales usa unha VLAN diferente. Co conmutador, podes dividir todos os dispositivos do departamento financeiro na VLAN 10, os do departamento de vendas na VLAN 20 e os do departamento técnico na VLAN 30. Deste xeito, a rede entre departamentos queda completamente illada.
Vantaxes
○ Mellora da seguridade: as VLAN poden evitar eficazmente o acceso non autorizado entre diferentes VLAN dividindo os distintos servizos en diferentes redes.
○ Xestión do tráfico de rede: Ao asignar VLAN, pódense evitar as tormentas de difusión e a rede pode ser máis eficiente. Os paquetes de difusión só se propagarán dentro da VLAN, o que reduce o uso do ancho de banda.
○ Flexibilidade da rede: a VLAN pode dividir a rede de forma flexible segundo as necesidades empresariais. Por exemplo, os dispositivos do departamento financeiro poden asignarse á mesma VLAN mesmo se están situados fisicamente en diferentes plantas.
Limitacións
○ Escalabilidade limitada: como as VLan dependen de conmutadores tradicionais e admiten ata 4096 VLan, isto pode converterse nun obstáculo para redes grandes ou entornos virtualizados a grande escala.
○ Problema de conexión entre dominios: unha VLAN é unha rede local, polo que a comunicación entre VLAN debe levarse a cabo a través dun conmutador ou enrutador de tres capas, o que pode aumentar a complexidade da rede.
Escenario de aplicación
○ Illamento e seguridade en redes empresariais: as VLAN úsanse amplamente en redes empresariais, especialmente en grandes organizacións ou entornos interdepartamentais. A seguridade e o control de acceso da rede pódense garantir dividindo diferentes departamentos ou sistemas empresariais a través de VLAN. Por exemplo, o departamento financeiro adoita estar nunha VLAN diferente do departamento de I+D para evitar o acceso non autorizado.
○ Reducir a tormenta de difusión: a VLAN axuda a limitar o tráfico de difusión. Normalmente, os paquetes de difusión distribuiranse por toda a rede, pero no entorno VLAN, o tráfico de difusión só se distribuirá dentro da VLAN, o que reduce eficazmente a carga de rede causada pola tormenta de difusión.
○ Rede de área local de tamaño pequeno ou mediano: para algunhas pequenas e medianas empresas, a VLAN proporciona unha forma sinxela e eficaz de construír unha rede loxicamente illada, o que fai que a xestión da rede sexa máis flexible.
VXLAN (Rede de Área Local Estendida Virtual)
VXLAN (Virtual Extensible LAN) é unha nova tecnoloxía proposta para resolver as limitacións das VLAN tradicionais en centros de datos a grande escala e entornos de virtualización. Emprega tecnoloxía de encapsulación para transferir paquetes de datos de capa 2 (L2) a través da rede de capa 3 (L3) existente, o que supera a limitación de escalabilidade das VLAN.
Mediante a tecnoloxía de túnel e o mecanismo de encapsulamento, VXLAN "envolve" os paquetes de datos orixinais da capa 2 en paquetes de datos IP da capa 3, de xeito que os paquetes de datos se poidan transmitir na rede IP existente. O núcleo de VXLAN reside no seu mecanismo de encapsulamento e desencapsulamento, é dicir, a trama de datos L2 tradicional é encapsulada polo protocolo UDP e transmitida a través da rede IP.
Fluxo de traballo
○ Encapsulamento da cabeceira VXLAN: Na implementación de VXLAN, cada paquete de capa 2 encapsularase como un paquete UDP. O encapsulamento de VXLAN inclúe: o identificador de rede VXLAN (VNI), a cabeceira UDP, a cabeceira IP e outra información.
○ Terminal de túnel (VTEP): VXLAN usa tecnoloxía de túnel e os paquetes son encapsulados e desincapsulados a través dun par de dispositivos VTEP. VTEP, VXLAN Tunnel Endpoint, é a ponte que conecta VLAN e VXLAN. O VTEP encapsula os paquetes L2 recibidos como paquetes VXLAN e envíaos ao VTEP de destino, que á súa vez desincapsula os paquetes encapsulados nos paquetes L2 orixinais.
○ Proceso de encapsulación de VXLAN: Despois de engadir a cabeceira VXLAN ao paquete de datos orixinal, o paquete de datos transmitirase ao VTEP de destino a través da rede IP. O VTEP de destino desencapsula o paquete e envíao ao receptor correcto en función da información VNI.
Vantaxes
○ Escalable: VXLAN admite ata 16 millóns de redes virtuais (VNI), moito máis que os 4096 identificadores de VLAN, o que a fai ideal para centros de datos a grande escala e entornos na nube.
○ Compatibilidade entre centros de datos: VXLAN pode estender a rede virtual entre varios centros de datos en diferentes localizacións xeográficas, superando as limitacións da VLAN tradicional e é axeitado para entornos modernos de computación na nube e virtualización.
○ Simplificar a rede de centros de datos: a través de VXLAN, os dispositivos de hardware de diferentes fabricantes poden ser interoperables, admitir entornos multiinquilino e simplificar o deseño de rede de centros de datos a grande escala.
Limitacións
○ Alta complexidade: a configuración de VXLAN é relativamente complexa, xa que implica o encapsulamento de túneles, a configuración de VTEP, etc., o que require soporte técnico adicional da pila e aumenta a complexidade do funcionamento e o mantemento.
○ Latencia de rede: Debido ao procesamento adicional que require o proceso de encapsulamento e desencapsulamento, a VXLAN pode introducir certa latencia de rede, aínda que esta latencia adoita ser pequena, pero cómpre tela en conta en entornos de alto rendemento esixentes.
Escenario de aplicación VXLAN
○ Virtualización de redes de centros de datos: VXLAN úsase amplamente en centros de datos a grande escala. Os servidores do centro de datos adoitan empregar tecnoloxía de virtualización. VXLAN pode axudar a crear unha rede virtual entre diferentes servidores físicos, evitando a limitación de escalabilidade da VLAN.
○ Entorno de nube multiinquilino: Nunha nube pública ou privada, VXLAN pode proporcionar unha rede virtual independente para cada inquilino e identificar a rede virtual de cada inquilino mediante VNI. Esta característica de VXLAN é axeitada para a computación en nube moderna e os entornos multiinquilino.
○ Escalado de rede entre centros de datos: VXLAN é especialmente axeitado para escenarios nos que é necesario despregar redes virtuais en varios centros de datos ou localizacións xeográficas. Dado que VXLAN usa redes IP para o encapsulamento, pode abarcar facilmente diferentes centros de datos e localizacións xeográficas para lograr a expansión da rede virtual a escala global.
VLAN fronte a VxLAN
Tanto as VLAN como as VXLAN son tecnoloxías de virtualización de rede, pero son axeitadas para diferentes escenarios de aplicación. A VLAN é axeitada para contornas de rede a pequena ou mediana escala e pode proporcionar illamento e seguridade de rede básicos. A súa forza reside na súa simplicidade, facilidade de configuración e ampla compatibilidade.
VXLAN é unha tecnoloxía deseñada para facer fronte á necesidade de expansión de redes a grande escala en centros de datos modernos e entornos de computación en nube. A forza de VXLAN reside na súa capacidade para soportar millóns de redes virtuais, o que a fai axeitada para despregar redes virtualizadas en centros de datos. Rompe a limitación de escalabilidade de VLAN e é axeitada para deseños de redes máis complexos.
Aínda que o nome VXLAN semella ser un protocolo de extensión de VLAN, en realidade, VXLAN diferénciase substancialmente de VLAN pola súa capacidade de construír túneles virtuais. As principais diferenzas entre eles son as seguintes:
Característica | VLAN | VXLAN |
|---|---|---|
| Estándar | IEEE 802.1Q | RFC 7348 (IETF) |
| Capa | Capa 2 (Enlace de datos) | Capa 2 sobre capa 3 (L2oL3) |
| Encapsulación | Cabeceira Ethernet 802.1Q | MAC en UDP (encapsulado en IP) |
| Tamaño do documento de identidade | 12 bits (VLAN de 0 a 4095) | 24 bits (16,7 millóns de VNI) |
| Escalabilidade | Limitado (4094 VLAN utilizables) | Altamente escalable (admite nubes multiinquilino) |
| Xestión de emisións | Inundación tradicional (dentro de VLAN) | Usa multidifusión IP ou replicación de cabeceira |
| Gastos superiores | Baixa (etiqueta VLAN de 4 bytes) | Alto (~50 bytes: cabeceiras UDP + IP + VXLAN) |
| Illamento do tráfico | Si (por VLAN) | Si (segundo VNI) |
| Túnelización | Sen tunelización (L2 plano) | Usa VTEPs (puntos finais de túnel VXLAN) |
| Casos de uso | Redes LAN pequenas/medianas, redes empresariais | Centros de datos na nube, SDN, VMware NSX, Cisco ACI |
| Dependencia de árbore de expansión (STP) | Si (para evitar bucles) | Non (usa o enrutamento de capa 3, evita problemas de STP) |
| Soporte de hardware | Compatible con todos os interruptores | Require conmutadores/NIC compatibles con VXLAN (ou VTEP de software) |
| Apoio á mobilidade | Limitado (dentro do mesmo dominio L2) | Mellor (as máquinas virtuais poden moverse entre subredes) |
Que pode facer Mylinking™ Network Packet Broker pola tecnoloxía virtual de rede?
VLAN etiquetada, VLAN sen etiquetar, VLAN substituída:
Admite a coincidencia de calquera campo clave nos primeiros 128 bytes dun paquete. O usuario pode personalizar o valor de desprazamento, a lonxitude e o contido do campo clave e determinar a política de saída do tráfico segundo a configuración do usuario.
Desencapsulado de túneles:
Compatible coa cabeceira VxLAN, VLAN, GRE, GTP, MPLS e IPIP eliminada no paquete de datos orixinal e coa saída reenviada.
Identificación do protocolo de túnelización
Compatible coa identificación automática de varios protocolos de túnel como GTP / GRE / PPTP / L2TP / PPPOE/IPIP. Segundo a configuración do usuario, a estratexia de saída do tráfico pódese implementar segundo a capa interna ou externa do túnel.
Podes consultar aquí para obter máis detalles sobre o relacionadoAxente de paquetes de rede.
Data de publicación: 25 de xuño de 2025
