[이론]VXLAN이란?

VXLAN(Virtual eXtensible Local Area Network) 란?

VXLAN 배경

먼저, VLAN은 각 서비스 용도별로 VLAN을 할당하고 Tag를 기반으로 관리하게 되는데, 802.1Q VLAN 규격 상 4096개까지 밖에 지정이 안된다는 한계가 있다. 그리고 최근 가상화 기반 Infra의 발달로 SDN controller, Orchestrator 등 새로운 기술에 등장으로 유연성에 대한 필요성을 느끼게 된다.

이를 해결하기 위해서 보완된 VXLAN 기술이 나오게 되었다.

가상화 변화

• Infra Architecture 변화(가상화)
• 가상화 Infra 기반 서비스 분산 처리, H/W종속성 탈피
• 빠른 개발/중앙 집중 운용 고려한 관리/자동화 Tool고도화
• L4~L4 서비스 관리는 점차 서버(Software) 수용

Datacenter N/W 변화

• N/w내 VM 등 end-point 는 폭발적으로 증가
• East/West 내부 트래픽에 적합한 Flat 한구(Spine/Leaf)
• EoR 식 스위치/서버 상면 구성 => ToR 구성
• Scalability
• Automation & Orchestration

VXLAN 이해

VXLAN은 기존의 VLAN 기반의 Datacenter Network에서 발생할 수 있는 문제를 해결하고 망의 확장성, 유연성, 신기술(SDN/NFV) 대응을 위한 IP기반 요소기술이다.

• VXLAN은 encapsulation protocol이다.
• VXLAN Fabric 내 Multicast 기반 Flood & Learn 방식으로 동작한다.
• VXLAN은 Domain 관리를 위한 구분자(VNI)를 제공한다.

VXLAN은 encapsulation protocol이다.

VXLAN 방식을 이용하면 overhead 정보로다양한 정보들을 encapsulation을 통하여 담게 된다.

이러한 정보들을 기반으로 아래와 같은 기능들을 수행하게 된다.

VXLAN Fabric 내 Multicast 기반 Flood & Learn 방식으로 동작한다.

대다수의 Datacenter Network Topology는 위와 같은 그림의 구조로 되어 있다.

각 Spine과 Leaf와 Border Leaf(VTEP)의 역할은 그림 설명과 같이 역할을 한다.

VTEP(VXLAN Tunnel End Point)은 단어의 의미 그대로 VXLAN Tunnel의 종단 역할을 수행한다.

L3 이상의 경우 VLAN I/F(SVI)가 반드시 필요하다.

L2(VXLAN-to-VLAN), L3(VXLAN-to-VLAN), L3(VXLAN-to-VXLAN) 이 세가지의 차이는
Leaf간(VTEP)의 통신 상에서 A-VTEP 장비, B-VTEP 장비가 서로 통신한다고 했을 때 아래와 같이 다르다.

L2 : A에서 같은 VNI를 통해 전달되어 B로 도착한 뒤, 같은 L2 Domain 임을 인지하고 B의 VLAN 내부로 전달되는 것

L3 VXLAN-to-VLAN Routing : A에서 VXLAN Gateway 까지 도달한 뒤 그 이후 B까지는 VXLAN이 아닌 다른 라우팅 정보를 통해 B로 라우팅

L3 VXLAN-to-VXLAN Routing : A에서 B로 VXLAN 간의 통신이 가능한 것을 확인한 뒤 다른 VNI간의 A에서 B로 VXLAN 라우팅을 통해 전달

VXLAN의 구분자는 모다? VNI다!

복잡해 보이지만 우리가 설명한 내용 그대로이다. VTEP간에 Control Plane 통신을 통해 머리를 쓰는일(경로를 찾고)
Underlay Network 을 통해 몸을 쓰는 Data Plane 역할을 수행한다. (패킷을 전달)

VXLAN의 Control-Plane은 Multicast가 반드시 필요하다.

다시 정리하자면!

VXLAN에서 Unknown Unicast, Broadcast, Multicast 등에 대해서 VXLAN 망에서 Multicast 기반으로 전송하는 방식을 취한다. 이렇게 되면 일반 네트워크 망이 아닌 Multicast로 ARP Table에 대한 통신을 주고 받고, 경로를 파악한 후에는 직접 해당 스위치 쪽에 P2P Tunnel로 통신을 하는 방식이다.

위 설명들은, 위 슬라이드로 간단하게 설명이 된다.

IP Network만 연결되어 있으며, VXLAN 기술을 타고 Network을 마음껏 넘나 들겠다는 것으로 요약된다. IP/UDP로 Encapsulation 되어 Multicast 망으로 ARP Table과 MAC Table을 가상스위치에 등록이 되고, Table에 등록된다면, 간단하게 그 이후로는 Unicast 통신을 하는 방식이다.

참고 :

https://blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=lunaeye&logNo=221160549927&parentCategoryNo=&categoryNo=1&viewDate=&isShowPopularPosts=false&from=postView

https://youngmind.tistory.com/entry/Network-Overlay-VXLAN-%EB%B6%84%EC%84%9D-1?category=394664

[https://youngmind.tistory.com/entry/Network-Overlay-VXLAN-%EB%B6%84%EC%84%9D-3?category=394664](