1. لماذا VXLAN؟

يتم تحديد الحد الأقصى لشبكات IEEE 802.1Q VLAN بـ 4094 معرفًا لكل مجال بث - وهو قيد صارم في مراكز البيانات متعددة المستأجرين حيث يجب أن تتعايش الآلاف من شرائح العملاء على البنية التحتية المشتركة. VXLAN (شبكة محلية افتراضية قابلة للتوسيع،آر إف سي 7348) يحل هذه المشكلة عن طريق تغليف إطارات Ethernet داخل UDP/IP، باستخدام VNI 24 بت (معرف شبكة VXLAN) لدعم ما يصل إلى 16.7 مليون مقطع منطقي.

تقوم VXLAN بفصل بنية الطبقة الثانية الافتراضية عن الطبقة التحتية المادية للطبقة الثالثة، مما يسمح بتوجيه IP القياسي (ECMP وOSPF وBGP) بين نقاط نهاية نفق VXLAN (VTEPs) دون تمديد شبكات VLAN. يستخدم رأس UDP الخارجي منفذ الوجهة4789(تم تعيين IANA؛ استخدمت عمليات النشر المبكرة 8472). يبلغ إجمالي حمل التغليف حوالي 50 بايت عبر IPv4، وحوالي 70 بايت عبر IPv6.

مكدس التغليف (RFC 7348):إيثرنت خارجي (14 بي) + رأس IPv4 خارجي (20 بي) + رأس UDP خارجي (8 بي، منفذ dst 4789) + رأس VXLAN (8 بي، يتضمن VNI 24 بت في البتات 32-55) + إطار إيثرنت داخلي أصلي.

2. طرق اكتشاف VTEP

يجب أن يكتشف VTEPs نظير VTEPs لإعداد الأنفاق وتوزيع حركة مرور BUM (البث، والبث الأحادي غير المعروف، والبث المتعدد). يتم نشر ثلاث آليات في الممارسة العملية:

طريقةكيف يعملالايجابياتسلبيات
البث المتعدديتم تعيين كل VNI لمجموعة بث متعدد PIM في الطبقة الأساسية؛ تتدفق حركة مرور BUM إلى تلك المجموعةبسيط؛ الاكتشاف التلقائي للأقرانيتطلب البث المتعدد PIM في الطبقة الأساسية؛ يقوم العديد من المشغلين بتعطيل البث المتعدد
النسخ المتماثل للدخوليحتفظ كل VTEP بقائمة أحادية البث صريحة من VTEPs البعيدة لكل VNI؛ يتم نسخ حركة مرور BUM إلى كل نظيرلا حاجة للبث المتعدديقوم الرأس بتنفيذ النسخ المتماثل O(N) لكل حزمة BUM؛ تتطلب قوائم النظراء الثابتة صيانة يدوية
بي جي بي اي في بي إنتعلن مسارات RT-3 IMET عن عضوية VTEP؛ تقوم مسارات RT-2 بتوزيع روابط MAC+IP؛ لا الفيضانات والتعلمتعلم MAC لمستوى التحكم؛ قمع ARP. المقاييس إلى الآلاف من VTEPs؛ معيارمكدس BGP مطلوب على جميع VTEPs أو عاكسات المسار

تستخدم مراكز البيانات الحديثة BGP EVPN حصريًا. يعد البث المتعدد وتكرار الدخول من الأساليب القديمة التي لا تزال موجودة في بيئات الحقول البنية.

3. أنواع طرق BGP EVPN

بي جي بي اي في بي ان (آر إف سي 7432) يستخدم AFI 25 (L2VPN) / SAFI 70 (EVN) لتوزيع خمسة أنواع من المسارات. تم تعريف RT-5 بشكل منفصل فيآر إف سي 9136(أكتوبر 2021).

ر.تاسمغايةحقول NLRI الرئيسية
1الاكتشاف التلقائي للإيثرنتالسحب الجماعي لكل ES وEVI عند فشل الارتباط؛ الاسم المستعار لموازنة التحميل متعددة التوجيه النشطةRD، ESI، معرف علامة Ethernet، ملصق MPLS
2إعلان MAC/IPقم بتوزيع عناوين MAC (وعنوان IP المقيد اختياريًا) لتمكين منع ARP والقضاء على الغمر والتعلمعلامة RD وESI وVLAN وعنوان MAC وعنوان IP (اختياري) وتسميات L2VNI + L3VNI
3علامة إيثرنت متعددة البث شاملة (IMET)الإعلان عن إمكانية الوصول إلى VTEP لكل VNI؛ يستخدم لإنشاء قوائم النسخ المتماثل للدخول وتشغيل إعادة توجيه BUMRD، ومعرف علامة Ethernet، وعنوان IP الأصلي لجهاز التوجيه (عنوان VTEP)؛ تحمل سمة نفق PMSI نوع VNI ونوع النفق
4مسار قطاع إيثرنتاختيار وكيل الشحن المعين (DF) بين PEs الذين يتشاركون في قطاع Ethernet؛ يضمن أن يقوم PE واحد فقط بإعادة توجيه BUM إلى قطاع CERD، ESI، عنوان IP لجهاز التوجيه الأصلي
5طريق بادئة IP(RFC 9136)الإعلان عن بادئات IP في تراكب EVPN للتوجيه بين الشبكات الفرعية؛ يتطلب L3VNI مخصصًا (العبور VNI)RD، معرف علامة Ethernet، طول بادئة IP، بادئة IP، عنوان IP GW، ملصق L3VNI
خطأ التوثيق الشائع:تستشهد العديد من أدلة البائعين بـ RFC 7432 لجميع أنواع المسارات الخمسة. لم يكن RT-5 (بادئة IP) موجودًا في RFC 7432 الأصلي - تمت إضافته في RFC 9136 (أكتوبر 2021). إذا كان برنامج جهازك يسبق هذا المنشور، فقد يختلف سلوك RT-5 عن RFC النهائي.

4. IRB المتماثل وغير المتماثل

يصف التوجيه والجسور المتكامل (IRB) كيفية توجيه VTEPs لحركة المرور بين الشبكات الفرعية المتراكبة. يتم تعريف نموذجين فيآر إف سي 9135:

IRB غير المتماثل:يقوم مدخل VTEP بتنفيذ توجيه L3 (تقليل TTL، إعادة كتابة الخطوة التالية) فيوجهةL2VNI قبل التغليف والإرسال. يخرج VTEP فقط من الجسور - فهو يرى الإطار الداخلي موجهًا بالفعل إلى MAC النهائي. يجب أن يكون لدى كل VTEP كل VNI (شبكة فرعية) مبرمجة محليًا، حتى تلك التي لا تحتوي على مضيفين محليين، مما يحد من الحجم.

IRB متماثل:مسارات دخول VTEP من المصدر L2VNI إلى ملف مشتركL3VNI(العبور VNI، واحد لكل VRF). يخرج VTEP من L3VNI إلى الوجهة المحلية L2VNI. تقوم كلا نقطتي النهاية بالتوجيه. يحتاج كل VTEP فقط إلى L2VNIs المحلية الخاصة به؛ L3VNI المنفرد عالمي. هذا هو النموذج الموصى به للأقمشة الكبيرة.

IRB غير المتماثلIRB متماثل
مطلوب L2VNIs لكل VTEPجميع VNIs في النسيجالشبكات الفرعية المرفقة محليًا فقط
L3VNI (العبور VNI)غير مطلوبمطلوب - واحد لكل VRF
قفزات التوجيهدخول VTEP فقطالدخول والخروج VTEPs
حجمضعيف (جميع VNIs في كل مكان)جيد (الشبكات الفرعية المحلية فقط)
بادئات RT-5غير معتمدمدعوم (يستخدم L3VNI)

5. قمع ARP

بدون EVPN، يتم بث طلب ARP من المضيف إلى VNI الخاص به ويتم إرساله إلى كل VTEP في النسيج. باستخدام BGP EVPN، تقوم مسارات RT-2 بتوزيع روابط MAC+IP على جميع VTEPs بمجرد التعرف على المضيفين. عندما يقوم مضيف بـ ARPs لعنوان IP بعيد، فإن VTEP المحلي يجيب مباشرة من جدوله المملوء بـ BGP - لا توجد حزمة ARP تعبر نسيج VXLAN. يؤدي هذا إلى التخلص من غمر BUM للمضيفين المعروفين ويكون له تأثير خاص على الأقمشة التي تحتوي على آلاف الأجهزة الظاهرية لكل VTEP.

يعمل منع ND (اكتشاف الجوار) بشكل مماثل مع IPv6 — تحمل مسارات RT-2 عناوين IPv6 في حقل IP الخاص بـ NLRI، ويجيب VTEP على رسائل NS محليًا.

6. التوجيه المتعدد وESI

معرف مقطع Ethernet (ESI) هو معرف مكون من 10 بايت مخصص للحزمة المنطقية التي تربط جهاز CE بعدة PE VTEPs. يوجد وضعان لإعادة التوجيه:

  • واحد نشط: واحد PE إلى الأمام في وقت واحد. يقوم اختيار DF (باستخدام مسارات RT-4) باختيار معيد التوجيه المعين لكل علامة Ethernet. يحظر PE غير التابع لـ DF إعادة توجيه BUM إلى المقطع ولكن لا يزال بإمكانه استقبال البث الأحادي.
  • الكل نشط: يتم توجيه جميع عناصر PE في وقت واحد، مما يتيح ECMP عبر الحزمة (مثل قناة المنفذ ذات الأرجل البعيدة). تتيح مسارات "الاسم المستعار" RT-1 لـ VTEPs البعيدة موازنة التحميل تجاه ESI عبر جميع PEs المرفقة. يتم التعامل مع إمكانية تنقل MAC عبر مجتمع MAC Mobility الموسع في RT-2.

7. مرجع سريع لواجهة سطر الأوامر للمورد

مهمةنظام التشغيل سيسكو إن إكسأريستا إي أو إسجونيبر جونوس
عرض طرق EVPNshow bgp l2vpn evpnshow bgp evpnshow route table bgp.evpn.0
عرض أقرانهم VTEPshow nve peersshow vxlan vtepshow evpn instance
إظهار أجهزة MAC المتراكبةshow mac address-tableshow vxlan address-tableshow evpn mac-ip-table
إظهار ذاكرة التخزين المؤقت لقمع ARPshow ip arp suppression-cache detailshow vxlan address-table detailshow evpn mac-ip-table extensive
عرض تعيين VNI إلى VRFshow nve vnishow vxlan vnishow evpn instance extensive
إظهار ESI متعدد التوجيهshow nve ethernet-segmentshow bgp evpn instanceshow evpn instance extensive

مراجع

  • آر إف سي 7348— VXLAN: إطار عمل لتراكب شبكات الطبقة الثانية الافتراضية على شبكات الطبقة الثالثة (2014)
  • آر إف سي 7432— BGP MPLS-Based Ethernet VPN (BGP EVPN) (2015)
  • آر إف سي 8365- حل تراكب المحاكاة الافتراضية للشبكة باستخدام Ethernet VPN (EVN) (2018)
  • آر إف سي 9135— التوجيه المتكامل والجسور في Ethernet VPN (EVP) (2021)
  • آر إف سي 9136— إعلان بادئة IP في Ethernet VPN (EVP) (2021)
  • مجموعة عمل IETF BESS- خدمات BGP الممكنة (مسودات EVPN النشطة)