Virtuelles erweiterbares lokales Netzwerk (VXLAN)
Was ist VXLAN?
VXLAN, kurz für „Virtual eXtensible Local Area Network“, ist ein Tunneling-Protokoll, das Ethernet-Frames in IP-Pakete kapselt. Mithilfe von VXLAN lässt sich ein logisches Layer-2-Netzwerksegment (L2) über ein Layer-3-Netzwerk (L3) aufbauen.
Seit Mitte der 1990er-Jahre wird VLAN (Virtual LAN) häufig eingesetzt, um logische (virtuelle) L2-Segmente auf physischen Switches zu erstellen. Standardmäßige VLAN-Implementierungen verwenden jedoch 12-Bit-VLAN-IDs, wodurch die maximale Anzahl an L2-Segmenten auf etwa 4.000 begrenzt ist. Daher eignen sich VLANs nicht für große Netzwerke. VXLAN hebt diese Einschränkung auf.
Bei VXLAN ist die VXLAN-ID auf 24 Bit erweitert, sodass bis zu etwa 16 Millionen L2-Segmente erstellt werden können. Darüber hinaus ermöglicht VXLAN den Aufbau logischer L2-Segmente über ein L3-Netzwerk, wodurch sich nahtlose L2-Segmente über mehrere, durch Router verbundene Standorte hinweg realisieren lassen.
Diese Funktionen bieten erhebliche Vorteile, beispielsweise bei der Live-Migration virtueller Maschinen auf andere physische Server. In herkömmlichen Umgebungen geht bei einer Migration über L2-Domänen hinweg die Zugehörigkeit zu einem einheitlichen IP-Subnetz verloren. Daher muss der migrierten virtuellen Maschine eine andere IP-Adresse zugewiesen werden, und Clients müssen ihre Ziel-IP-Adressen ändern. Mit VXLAN kann sich ein einzelnes L2-Segment über Router hinweg erstrecken. Dadurch entfallen diese Probleme, und Live-Migrationen werden vereinfacht. Da VXLAN zudem standortübergreifend und transparent logische Netzwerke erstellen kann, eignet es sich auch für Disaster-Recovery- und Fehlertoleranzszenarien.
Die Nutzung von Tunnelprotokollen wie VXLAN zum Aufbau logischer Netzwerke auf bestehenden Infrastrukturen wird als Netzwerk-Overlay bezeichnet. Ein weiteres Beispiel für eine mit VXLAN vergleichbare Netzwerk-Overlay-Technologie ist NVGRE. Die Virtualisierung von Netzwerken mithilfe von Netzwerk-Overlays ist eine zentrale Voraussetzung für softwaredefinierte Netzwerke (SDN), die softwarebasierte Netzwerkkonfigurationen ermöglichen.