A l'era de la computació en núvol i la virtualització de xarxes, VXLAN (Virtual Extensible LAN) s'ha convertit en una tecnologia fonamental per a la construcció de xarxes superposades escalables i flexibles. Al cor de l'arquitectura VXLAN hi ha el VTEP (VXLAN Tunnel Endpoint), un component crític que permet la transmissió perfecta del trànsit de capa 2 a través de xarxes de capa 3. A mesura que el trànsit de xarxa esdevé cada cop més complex amb diversos protocols d'encapsulació, el paper dels Network Packet Brokers (NPB) amb capacitats d'eliminació d'encapsulació de túnels s'ha convertit en indispensable per optimitzar les operacions VTEP. Aquest bloc explora els fonaments de VTEP i la seva relació amb VXLAN, i després aprofundeix en com la funció d'eliminació d'encapsulació de túnels dels NPB millora el rendiment de VTEP i la visibilitat de la xarxa.
Comprensió de VTEP i la seva relació amb VXLAN
Primer, aclarim els conceptes bàsics: VTEP, abreviatura de VXLAN Tunnel Endpoint (punt final del túnel VXLAN), és una entitat de xarxa responsable d'encapsular i decapsular paquets VXLAN en una xarxa superposada VXLAN. Serveix com a punt d'inici i final dels túnels VXLAN, actuant com a "porta d'entrada" que uneix la xarxa superposada virtual i la xarxa subjacent física. Els VTEP es poden implementar com a dispositius físics (com ara commutadors o encaminadors compatibles amb VXLAN) o entitats de programari (com ara commutadors virtuals, amfitrions de contenidors o proxies en màquines virtuals).
La relació entre VTEP i VXLAN és inherentment simbiòtica: VXLAN depèn dels VTEP per realitzar la seva funcionalitat principal, mentre que els VTEP existeixen exclusivament per admetre operacions VXLAN. El valor principal de VXLAN és crear una xarxa virtual de capa 2 sobre una xarxa IP de capa 3 mitjançant l'encapsulació MAC-in-UDP, superant les limitacions d'escalabilitat de les VLAN tradicionals (que només admeten 4096 ID de VLAN) amb un identificador de xarxa VXLAN (VNI) de 24 bits que habilita fins a 16 milions de xarxes virtuals. A continuació s'explica com ho permeten els VTEP: quan una màquina virtual (VM) envia trànsit, el VTEP local encapsula la trama Ethernet de capa 2 original afegint una capçalera VXLAN (que conté el VNI), una capçalera UDP (utilitzant el port 4789 per defecte), una capçalera IP externa (amb la IP VTEP d'origen i la IP VTEP de destinació) i una capçalera Ethernet externa. El paquet encapsulat es transmet a través de la xarxa subjacent de capa 3 fins al VTEP de destinació, que decapsula el paquet eliminant totes les capçaleres externes, recupera la trama Ethernet original i la reenvia a la màquina virtual de destinació en funció del VNI.
A més, els VTEP gestionen tasques crítiques com l'aprenentatge d'adreces MAC (assignació dinàmica d'adreces MAC d'amfitrions locals i remots a IP VTEP) i el processament del trànsit de difusió, unicast desconegut i multicast (BUM), ja sigui a través de grups de multicast o replicació de capçalera en mode només unicast. En essència, els VTEP són els components bàsics que fan possible la virtualització de xarxa i l'aïllament multiinquilí de VXLAN.
El repte del trànsit encapsulat per als VTEP
En entorns de centres de dades moderns, el trànsit VTEP rarament es limita a l'encapsulació VXLAN pura. El trànsit que passa pels VTEP sovint porta múltiples capes de capçaleres d'encapsulació, com ara VLAN, GRE, GTP, MPLS o IPIP, a més de VXLAN. Aquesta complexitat d'encapsulació planteja reptes importants per a les operacions VTEP i la posterior supervisió, anàlisi i aplicació de la seguretat de la xarxa:
○ - Visibilitat reduïdaLa majoria d'eines de monitorització i seguretat de xarxa (com ara IDS/IPS, analitzadors de flux i sniffers de paquets) estan dissenyades per processar trànsit natiu de capa 2/capa 3. Les capçaleres encapsulades oculten la càrrega útil original, cosa que fa impossible que aquestes eines analitzin amb precisió el contingut del trànsit o detectin anomalies.
○ - Augment de la sobrecàrrega de processamentEls mateixos VTEP han de gastar recursos informàtics addicionals per processar paquets encapsulats multicapa, especialment en entorns d'alt trànsit. Això pot provocar una major latència, una reducció del rendiment i possibles colls d'ampolla de rendiment.
○ - Problemes d'interoperabilitatDiferents segments de xarxa o entorns multiproveïdor poden utilitzar diferents protocols d'encapsulació. Sense una eliminació adequada de les capçaleres, és possible que el trànsit no es pugui reenviar o processar correctament quan passi pels VTEP, cosa que pot provocar problemes d'interoperabilitat.
Com l'eliminació de l'encapsulació de túnels de les NPB potencia els VTEP
Els agents de paquets de xarxa (NPB) Mylinking™ amb capacitats d'eliminació d'encapsulació de túnels aborden aquests reptes actuant com a "preprocessador de trànsit" per a VTEP. Els NPB poden eliminar diverses capçaleres d'encapsulació (incloses VXLAN, VLAN, GRE, GTP, MPLS i IPIP) dels paquets de dades originals abans de reenviar el trànsit als VTEP o a les eines de monitorització/seguretat. Aquesta funcionalitat ofereix tres avantatges clau per a les operacions de VTEP:
1. Visibilitat i seguretat de la xarxa millorades
En eliminar les capçaleres d'encapsulació, els NPB exposen la càrrega útil original dels paquets, permetent que les eines de monitorització i seguretat "vegin" el contingut real del trànsit. Per exemple, quan el trànsit VTEP es reenvia a un IDS/IPS, el NPB primer elimina les capçaleres VXLAN i MPLS, permetent que l'IDS/IPS detecti activitat maliciosa (com ara programari maliciós o intents d'accés no autoritzat) a la trama original. Això és particularment crític en entorns multi-tenant on els VTEP gestionen el trànsit de diversos inquilins: els NPB garanteixen que les eines de seguretat puguin inspeccionar el trànsit específic de l'inquilí sense ser obstaculitzats per l'encapsulació.
A més, els NPB poden eliminar selectivament les capçaleres en funció dels tipus de trànsit o VNI, proporcionant una visibilitat granular de xarxes virtuals específiques. Això ajuda els administradors de xarxa a resoldre problemes (com ara la pèrdua de paquets o la latència) permetent una anàlisi precisa del trànsit dins de segments VXLAN individuals.
2. Rendiment VTEP optimitzat
Els NPB descarreguen la tasca d'eliminació de capçaleres dels VTEP, reduint la sobrecàrrega de processament en els dispositius VTEP. En lloc que els VTEP gastin recursos de CPU eliminant múltiples capes de capçaleres (per exemple, VLAN + GRE + VXLAN), els NPB gestionen aquest pas de preprocessament, permetent als VTEP centrar-se en les seves responsabilitats principals: encapsulació/descapsulació de paquets VXLAN i gestió de túnels. Això es tradueix en una latència més baixa, un rendiment més alt i un rendiment general millorat de la xarxa superposada VXLAN, especialment en entorns de virtualització d'alta densitat amb milers de màquines virtuals i càrregues de trànsit pesades.
Per exemple, en un centre de dades amb NPB i commutadors que actuen com a VTEP, un NPB (com ara Mylinking™ Network Packet Brokers) pot eliminar les capçaleres VLAN i MPLS del trànsit entrant abans que arribi als VTEP. Això redueix el nombre d'operacions de processament de capçaleres que els VTEP han de realitzar, cosa que els permet gestionar més túnels i fluxos de trànsit simultanis.
3. Millora de la interoperabilitat entre xarxes heterogènies
En xarxes multiproveïdor o multisegment, diferents parts de la infraestructura poden utilitzar diferents protocols d'encapsulació. Per exemple, el trànsit d'un centre de dades remot pot arribar a un VTEP local amb encapsulació GRE, mentre que el trànsit local utilitza VXLAN. Un NPB pot eliminar aquestes capçaleres diverses (GRE, VXLAN, IPIP, etc.) i reenviar un flux de trànsit natiu i coherent al VTEP, eliminant els problemes d'interoperabilitat. Això és particularment valuós en entorns de núvol híbrid, on el trànsit dels serveis de núvol públic (sovint utilitzant encapsulació GTP o IPIP) s'ha d'integrar amb xarxes VXLAN locals a través de VTEP.
A més, els NPB poden reenviar les capçaleres eliminades com a metadades a les eines de monitorització, garantint que els administradors conservin el context sobre l'encapsulació original (com ara l'etiqueta VNI o MPLS) alhora que permeten l'anàlisi de la càrrega útil nativa. Aquest equilibri entre l'eliminació de les capçaleres i la preservació del context és clau per a una gestió de xarxa eficaç.
Com s'implementa la funció d'eliminació de paquets de túnels a VTEP?
L'eliminació d'encapsulació de túnels a VTEP es pot implementar mitjançant la configuració a nivell de maquinari, polítiques definides per programari i sinergia amb controladors SDN, amb una lògica bàsica centrada en la identificació de les capçaleres del túnel → l'execució d'accions d'eliminació → el reenvi de càrregues útils originals. Els mètodes d'implementació específics varien lleugerament segons els tipus de VTEP (físic/programari), i els enfocaments clau són els següents:
Ara, estem parlant de la implementació en VTEP físics (per exemple,Intermediaris de paquets de xarxa compatibles amb VXLAN de Mylinking™) aquí.
Els VTEP físics (com ara els Mylinking™ Network Packet Brokers compatibles amb VXLAN) es basen en xips de maquinari i ordres de configuració dedicades per aconseguir una eliminació eficient de l'encapsulació, adequada per a escenaris de centres de dades d'alt trànsit:
Coincidència d'encapsulació basada en interfícies: creeu subinterfícies als ports d'accés físic dels VTEP i configureu els tipus d'encapsulació per coincidir i eliminar capçaleres de túnel específiques. Per exemple, en els agents de paquets de xarxa compatibles amb Mylinking™ VXLAN, configureu les subinterfícies de capa 2 per reconèixer etiquetes VLAN 802.1Q o trames sense etiquetar i elimineu les capçaleres VLAN abans de reenviar el trànsit al túnel VXLAN. Per al trànsit encapsulat per GRE/MPLS, activeu l'anàlisi del protocol corresponent a la subinterfície per eliminar les capçaleres externes.
Eliminació de capçaleres basada en polítiques: utilitzeu ACL (llista de control d'accés) o una política de trànsit per definir regles de coincidència (per exemple, port UDP 4789 coincident per a VXLAN, tipus de protocol 47 per a GRE) i accions d'eliminació de vincles. Quan el trànsit coincideix amb les regles, el xip de maquinari VTEP elimina automàticament les capçaleres de túnel especificades (capçaleres externes VXLAN/UDP/IP, etiquetes MPLS, etc.) i reenvia la càrrega útil original de la capa 2.
Sinergia de passarel·la distribuïda: en les arquitectures VXLAN Spine-Leaf, els VTEP físics (nodes Leaf) poden col·laborar amb passarel·les de capa 3 per completar l'eliminació multicapa. Per exemple, després que els nodes Spine reenviïn el trànsit VXLAN encapsulat en MPLS als VTEP Leaf, els VTEP primer eliminen les etiquetes MPLS i després realitzen la decapsulació VXLAN.
Necessiteu un exemple de configuració per a un dispositiu VTEP d'un proveïdor específic (com araIntermediaris de paquets de xarxa compatibles amb VXLAN de Mylinking™) per implementar l'eliminació de l'encapsulament de túnels?
Escenari d'aplicació pràctica
Considerem un gran centre de dades empresarial que implementa una xarxa superposada VXLAN amb commutadors H3C com a VTEP, que admeten diverses màquines virtuals d'inquilí. El centre de dades utilitza MPLS per a la transmissió de trànsit entre commutadors principals i VXLAN per a la comunicació de màquina virtual a màquina. A més, les sucursals remotes envien trànsit al centre de dades a través de túnels GRE. Per garantir la seguretat i la visibilitat, l'empresa implementa un NPB amb Tunnel Encapsulation Stripping entre la xarxa principal i els VTEP.
Quan el trànsit arriba al centre de dades:
(1) L'NPB primer elimina les capçaleres MPLS del trànsit procedent de la xarxa central i les capçaleres GRE del trànsit de les sucursals.
(2) Per al trànsit VXLAN entre VTEPs, l'NPB pot eliminar les capçaleres VXLAN externes en reenviar el trànsit a les eines de monitorització, permetent que les eines inspeccionin el trànsit original de la màquina virtual.
(3) L'NPB reenvia el trànsit preprocessat (sense capçalera) als VTEP, que només necessiten gestionar l'encapsulació/descapsulació VXLAN per a la càrrega útil nativa. Aquesta configuració redueix la càrrega de processament VTEP, permet una anàlisi exhaustiva del trànsit i garanteix una interoperabilitat perfecta entre els segments MPLS, GRE i VXLAN.
Els VTEP són l'eix vertebrador de les xarxes VXLAN, permetent la virtualització escalable i la comunicació multi-inquilí. Tanmateix, la creixent complexitat del trànsit encapsulat a les xarxes modernes planteja reptes importants per al rendiment dels VTEP i la visibilitat de la xarxa. Els brokers de paquets de xarxa amb capacitats d'eliminació d'encapsulació de túnels aborden aquests reptes preprocessant el trànsit, eliminant diverses capçaleres (VXLAN, VLAN, GRE, GTP, MPLS, IPIP) abans que arribi als VTEP o a les eines de supervisió. Això no només optimitza el rendiment dels VTEP reduint la sobrecàrrega de processament, sinó que també millora la visibilitat de la xarxa, reforça la seguretat i millora la interoperabilitat entre entorns heterogenis.
A mesura que les organitzacions continuen adoptant arquitectures natives del núvol i implementacions de núvol híbrid, la sinergia entre les NPB i les VTEP esdevindrà cada cop més crítica. Aprofitant la funció d'eliminació d'encapsulació de túnels de les NPB, els administradors de xarxa poden desbloquejar tot el potencial de les xarxes VXLAN, garantint que siguin eficients, segures i adaptables a les necessitats empresarials en evolució.
Data de publicació: 09-01-2026
