尤其是在大數(shù)據(jù)背景下，海量數(shù)據(jù)的處理對網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)中心的虛擬化、數(shù)據(jù)遷移等問題提出非常高的要求，而傳統(tǒng)的VLAN技術(shù)由于最多只能支持4096個VLAN，已經(jīng)不能滿足云提供商的嚴(yán)格要求，但是VXLAN技術(shù)因為可以通過將第2層擴展到第3層網(wǎng)絡(luò)來構(gòu)建大型多租戶數(shù)據(jù)中心而備受青睞，這種技術(shù)可以有效克服VLAN帶來的擴展局限性。
 

　　目前，VXLAN 已成為目前網(wǎng)絡(luò)虛擬化Overlay的事實標(biāo)準(zhǔn)，通過VXLAN技術(shù)在三層網(wǎng)絡(luò)上建立二層的邏輯隧道，使二層網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)能夠穿越三層承載網(wǎng)絡(luò)傳遞，實現(xiàn)了租戶虛擬機跨三層網(wǎng)絡(luò)的遷移，有效提高數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)傳輸效率和硬件資源的利用率，成為現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的重要組成部分。

　　那么，你了解什么是VXLAN嗎?VXLAN與VLAN的區(qū)別之處又在哪里?為何能一躍成為國內(nèi)大廠項目的首選呢?

　　VXLAN概念

　　VXLAN即虛擬擴展局域網(wǎng)，是大二層網(wǎng)絡(luò)中廣泛使用的網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)。在源網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與目的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間建立一條邏輯VXLAN隧道，采用MAC in UDP(User Datagram Protocol)封裝方式，即，將物理接口發(fā)出的原始以太報文完整的封裝在UDP報文中，然后在外層使用物理網(wǎng)絡(luò)的IP報文頭和以太報文頭封裝，這樣，封裝后的報文就像普通IP報文一樣，可以通過路由網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)，這就像給二層網(wǎng)絡(luò)的以太網(wǎng)設(shè)備插上了路由的翅膀，使虛擬機徹底擺脫了二、三層網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)限制，為分散的物理站點提供二層互聯(lián)，并能夠為不同的租戶提供業(yè)務(wù)隔離。VXLAN 主要應(yīng)用于大規(guī)模的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)和分散點接入中心網(wǎng)絡(luò)。

　　VXLAN將整個基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)虛擬成了一臺巨大的“二層交換機

　　VXLAN VS VLAN

　　VLAN的全稱是“虛擬局域網(wǎng)”(Virtual Local Area Network)，它是一個二層(數(shù)據(jù)鏈路層)的網(wǎng)絡(luò)，用來分割廣播域，因為隨著計算機的增多，如果僅有一個廣播域，會有大量的廣播幀(如ARP請求、DHCP、RIP都會產(chǎn)生廣播幀)轉(zhuǎn)發(fā)到同一網(wǎng)絡(luò)中的所有客戶機上。

　　這樣造成沒有必要的浪費，一方面廣播信息消耗網(wǎng)絡(luò)整體的帶寬，另一方面，收到廣播信息的計算機還要消耗一部分CPU時間來對它進行處理。造成了網(wǎng)絡(luò)帶寬和CPU運算能力的大量無謂消耗。

　　在這種情況下出現(xiàn)了VLAN技術(shù)。這種技術(shù)可以把一個LAN劃分成多個邏輯的VLAN，每個VLAN是一個廣播域，VLAN內(nèi)的主機間通信就和在一個LAN內(nèi)一樣，而VLAN間則不能直接互通，廣播報文就被限制在一個VLAN內(nèi)。如下圖所示。

　　為何需要VXLAN?

　　在傳統(tǒng)的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)中心拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，如果要在其中遷移一臺設(shè)備，遷移時，IP不變，會話狀態(tài)也必須保持，所以動態(tài)遷移只能在同一個二層域中進行，不能跨二層域遷移。傳統(tǒng)架構(gòu)限制虛擬機動態(tài)遷移范圍，遷移只能在一個較小范圍進行，應(yīng)用受到了極大的限制。另一方面，網(wǎng)內(nèi)有可能數(shù)量激增，原來的VLAN技術(shù)已無法滿足用戶數(shù)目，需要網(wǎng)絡(luò)
提供隔離海量租戶的能力。而使用VXLAN技術(shù)即可實現(xiàn)1：VXLAN將整個基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)虛擬成了一臺巨大的“二層交換機，完全無需變更IP地址。2：VXLAN在VXLAN幀頭中引入了類似VLAN ID的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識，稱為VXLAN網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識VNI(VXLAN Network ID)，由24比特組成，理論上可支持多達16M的VXLAN段，從而滿足了大規(guī)模不同租戶之間的標(biāo)識、隔離需求。

　　綜上可知，VXLAN在聯(lián)網(wǎng)過程中可以完美解決設(shè)備遷移或者設(shè)備新增帶來的不便的問題。
 

　　VXLAN特性價值

　　VXLAN典型組網(wǎng)

　　VXLAN功能如何與5G工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合

　　VXLAN的功能從以上可以總結(jié)為兩項，把網(wǎng)內(nèi)所有設(shè)備組成二層網(wǎng)絡(luò)，擴大組網(wǎng)容量。解決了設(shè)備遷移和新增帶了的困擾。而工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的目的是將具有感知、監(jiān)控能力的各類采集、PLC、觸摸屏、控制傳感器或控制器，以及移動通信、智能分析等技術(shù)不斷融入到工業(yè)生產(chǎn)過程各個環(huán)節(jié)，最終實現(xiàn)將傳統(tǒng)工業(yè)提升到智能化的新階段。

　　從應(yīng)用上看，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用中因為新增了較多的設(shè)備，往往需要加入新的組網(wǎng)形式，例如把有些改成4G/5G，這就意味著可能會改變原有的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。由于原有的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)一旦發(fā)生改變，主站和從站就會失去連接，在這里VXLAN的技術(shù)就發(fā)揮了作用。

　　● 不改變拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

　　在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)改造中，如數(shù)控機床行業(yè)，原來機床勢一般才有廠區(qū)內(nèi)局域網(wǎng)二層功能進行通信，必會破壞原來的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，隨著加入帶邊緣算法技術(shù)的智能網(wǎng)關(guān)設(shè)備，這就導(dǎo)致中心服務(wù)器必須修改原來的通信方式，增加了改造困難。VXLAN因為獨特的二層技術(shù)，可以使這些設(shè)備在改造過程中還是以原來的方式來通信。改造過程變得簡單，易部署。

　　● 支持大量設(shè)備接入

　　智能化改造中，很多設(shè)備，如探頭，傳感器設(shè)備也會接入，這些設(shè)備的組網(wǎng)一般需要符合原來廠區(qū)內(nèi)的二層結(jié)構(gòu)，否則，中心服務(wù)器勢必也需要對新的設(shè)備進行兼容導(dǎo)致牽一發(fā)而動全身，VXLAN的技術(shù)就可以非常好的解決該問題，只需要讓接入的網(wǎng)關(guān)支持VXLAN協(xié)議，中心服務(wù)器就可以讓海量的設(shè)備接入。

　　打破技術(shù)壁壘 四信5G路由器成贏家

　　VXLAN 已成為數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中最流行的Overlay網(wǎng)絡(luò)虛擬化協(xié)議，因為它優(yōu)于眾多替代方案?；谟布腣TEP在交換機和DPU中實施，并與BGP EVPN或SDN控制平面和網(wǎng)絡(luò)自動化相結(jié)合時，基于VXLAN的Overlay網(wǎng)絡(luò)在可預(yù)見的未來可以提供分布式云網(wǎng)絡(luò)所需的可伸縮性、敏捷性、高性能和彈性。

　　目前，四信5G系列工業(yè)路由器均支持EOIP、橋模式、VXLAN、5G LAN、虛擬IP、GRETAP等功能，為二層網(wǎng)絡(luò)的虛擬機插上了路由的翅膀，使虛擬機徹底擺脫了二、三層網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)限制。不僅如此，隨著數(shù)據(jù)中心在物理網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施上服務(wù)器虛擬化的快速發(fā)展，作為NVO3技術(shù)之一的VXLAN技術(shù)具有很強的適應(yīng)性，免除布線施工過程，快速實現(xiàn)跨
區(qū)域組網(wǎng)，為數(shù)據(jù)中心提供更加便捷的解決方案。