پروتکل VXLAN سیسکو، یکی از فناوری‌های پیشرفته ارائه شده توسط کمپانی سیسکو است که برای گسترش شبکه‌های محلی (LAN) فراتر از محدوده‌های سنتی طراحی شده است. این پروتکل با ایجاد یک لایه انتزاعی، امکان راه‌اندازی شبکه‌های مجازی وسیع و انعطاف‌پذیر را فراهم می‌کند و به سازمان‌ها اجازه می‌دهد تا بدون نیاز به تغییر زیرساخت فیزیکی، شبکه‌های خود را به راحتی توسعه دهند. پروتکل Cisco VXLAN (Virtual Extensible LAN) با استفاده از تکنولوژی تونل‌زنی، داده‌ها را در میان شبکه‌های مختلف منتقل می‌کند و به این ترتیب امنیت و کارایی شبکه را بهبود بخشیده و پیچیدگی‌های مدیریتی را کاهش می‌دهد.
Cisco-VXLAN
بررسی پروتکل VXLAN سیسکو
بهینه‌سازی شبکه‌های دیتاسنتر با پروتکل Cisco VXLAN
شبکه‌های سنتی با مدل سه لایه (Three-tier Network) دارای مشکلاتی هستند که منجر به هدر رفتن منابع سازمانی می‌شوند. برخی از این مشکلات عبارتند از:
- پروتکل Spanning-tree با محدود کردن لینک‌های پشتیبان به منظور جلوگیری از ایجاد لوپ در شبکه، منجر به بلااستفاده ماندن تجهیزات شبکه و کاهش پهنای باند در دسترس می‌شود.
- استفاده از VLANها برای قسمت‌بندی (Segmentation) لایه 2 بسیار حیاتی است، اما محدودیت در تعداد VLANها (4096 عدد) باعث کاهش انعطاف‌پذیری شبکه، به خصوص در دیتاسنترهای پیشرفته می‌شود.
برای حل این مشکلات، سیسکو پروتکل VXLAN را معرفی کرده است که با ایجاد تونل در بستر شبکه، ترافیک لایه دو را در بستر لایه سه و IP شبکه انتقال می‌دهد. در این پیاده‌سازی از دو لایه Overlay و Underlay استفاده می‌شود. لایه Overlay یک شبکه مجازی است که بر روی لایه فیزیکی اجرا می‌شود و مانند لایه دو اترنت عمل می‌کند. لایه Underlay که یک لایه 3 اترنت محسوب می‌شود و لایه Transport نیز نام دارد، وظیفه انتقال اطلاعات بین دستگاه‌های مختلف شبکه و در بستر IP را بر عهده دارد.
در این طراحی، از لایه سه به عنوان جایگزینی برای لایه دو استفاده می‌شود که ویژگی‌های منعطف‌تری از قبیل Interior Gateway Protocol (IGP)، Open Shortest Path First (OSPF) و Enhanced Interior Gateway Routing Protocol (EIGRP) را برای Load Balancing و استفاده از لینک‌های جایگزین فراهم می‌کند. همچنین، تغییرات اعمالی در لایه Underlay از لایه Overlay مجزا هستند و تا زمانی که خللی در فرآیندهای مسیریابی صورت نگیرد، تغییرات در اتصالات شبکه تاثیری در عملکرد آن‌ها نخواهد داشت.
Cisco-VXLAN-1
لایه‌های مختلف پروتکل Cisco VXLAN
سیسکو VXI چیست؟
سیسکو VXI (Virtualization Experience Infrastructure) یکی از محصولات سیسکو است که تجربه کاربری را در محیط‌های مجازی‌سازی شده بهینه‌سازی می‌کند. این سیستم با ادغام تکنولوژی‌های مختلف شبکه، محاسبه، و ذخیره‌سازی، به همراه راهکارهای ارتباطی ویدئویی، یک محیط کاری انعطاف‌پذیر و ایمن را فراهم می‌آورد. در این معماری، پروتکل VXLAN سیسکو نقش کلیدی ایفا می‌کند زیرا این پروتکل به شبکه اجازه می‌دهد تا با استفاده از تکنیک‌های تونل‌زنی، بستری امن و قابل مقیاس برای انتقال داده‌ها در محیط‌های مجازی ایجاد کند.
پروتکل Cisco VXLAN به عنوان بخشی از راهکار VXI، امکان پذیرایی از شبکه‌های وسیع مجازی را فراهم می‌آورد که می‌تواند به طور چشمگیری ترافیک دیتاسنترها را بهبود بخشد. این پروتکل با فراهم آوردن یک لایه انتزاعی میان دستگاه‌های محاسباتی و شبکه‌های فیزیکی، به سازمان‌ها کمک می‌کند تا بدون تغییر در زیرساخت فیزیکی، انعطاف‌پذیری و کارایی شبکه‌های خود را افزایش دهند. با استفاده از Cisco VXLAN، محیط‌های مجازی قادر خواهند بود تا با کارایی بالا، امنیت مطلوب و کنترل بهینه، پاسخگوی نیازهای روزافزون کاربران و برنامه‌های کاربردی باشند. همچنین، در این روش VXLAN Network Identifier (VNI) نقشی مشابه VLAN ID دارد اما از 24 بیت تشکیل می‌شود که در مقایسه با VLANها مقیاس وسیع‌تری را برای تنظیمات فراهم می‌کند.
سیسکو VTEP چیست؟
برای Encapsulation و De-encapsulation ترافیک لایه دو، این پروتکل از VXLAN Tunnel Endpoint (VTEP) استفاده می‌کند. به محلی که این عملیات انجام می‌شود، Virtual Network Interface (VNI) گفته می‌شود. این دستگاه که هم به صورت فیزیکی و بر روی سرور و هم به صورت مجازی قابل پیاده‌سازی است، بین لایه Underlay و Overlay قرار می‌گیرد و ارتباط آن‌ها را برقرار می‌سازد.
سوئیچ‌های نکسوس سری 9000 سیسکو توانایی ارائه این ویژگی را دارند و می‌توانند هم در محیط‌هایی با VXLAN و هم بدون VXLAN پیاده‌سازی شوند. خانواده سوئیچ‌های پرقدرت نکسوس 9000 سیسکو هم در مود ACI سیسکو و هم در مود NXOS امکان استفاده از VXLAN را فراهم می‌کنند، هرچند تفاوت‌هایی بین این دو روش وجود دارد.
نتیجه‌گیری
پروتکل VXLAN سیسکو به عنوان یک پروتکل پیشرفته در زمینه شبکه‌سازی مجازی، ابزاری قدرتمند برای مهندسین شبکه محسوب می‌شود که به آن‌ها امکان می‌دهد تا پهنای باند و کارایی شبکه‌های دیتاسنتر را به طور چشمگیری افزایش دهند. با استفاده از این پروتکل، شبکه‌های مجازی گسترده‌تری قابل پیاده‌سازی هستند که می‌توانند تعداد بیشتری از سرورها و دستگاه‌های مجازی را بدون نیاز به تغییرات سخت‌افزاری پشتیبانی کنند. پروتکل Cisco VXLAN با ارائه یک راهکار مقیاس‌پذیر و انعطاف‌پذیر، به سازمان‌ها کمک می‌کند تا در برابر نیازهای متغیر و گسترش‌یافته شبکه‌های امروزی به طور موثر واکنش نشان دهند و زیرساخت‌های IT خود را به سمت آینده‌ای روشن هدایت کنند.