Virtual Extensible LAN

Virtual eXtensible LAN (VXLAN) ist eine Netzwerk-Virtualisierungsmethode, die dazu dient, die Probleme, die in sehr großen Umgebungen durch die beschränkte Anzahl von VLANs auftreten, zu lösen. Es handelt sich bei VXLANs um MAC-basierte Layer-2-Umgebungen, die in Layer-4-UDP-Datagramme gekapselt sind. Mit VXLAN sind insgesamt 16.777.215 (24 Bit) Layer-2-Umgebungen möglich, die ihrerseits wieder jeweils 4096 VLANs beinhalten können. Das ist selbst für sehr große Hostingprovider mehr als ausreichend.

Motivation

VXLAN wurde für mandantenfähige Cloud-Computing-Umgebungen in Rechenzentren entwickelt. Der Zweck ist es einerseits, mehr als die von VLAN unterstützten 4094 Layer-2-Netze in einem Rechenzentrums-Netz zu ermöglichen. Ein weiterer Zweck ist die Limitierung der MAC-Adresstabelle in Top-of-Rack-Switches, die durch viele virtuelle Maschinen im Netz sehr groß werden kann.

Geschichte

VXLAN wurde ursprünglich von Cisco Systems, VMware und Arista Networks entwickelt und von der IETF in RFC 7348 als Standard definiert. Die IANA hat VXLAN den UDP-Port 4789 zugewiesen, allerdings existieren ältere Implementierungen, die andere Ports verwenden. Der RFC schreibt daher fest, dass der Zielport konfigurierbar sein muss.

Aufbau des Kopfdatenbereiches (VXLAN-Header)

Der VXLAN-Header befindet sich im OSI-Schichtenmodell zwischen dem originalen L2-Header und einem äußeren L4 UDP-Header. Er umfasst 8 Byte. Innerhalb des VXLAN Flags müssen die R bits (Reserved) auf 0 gesetzt und das I bit auf 1 gesetzt werden. Die Reserved Felder müssen beim Senden auf 0 gesetzt und beim Empfangen ignoriert werden.

Bit	0	4	8	12	16	20	24	28	31
	VXLAN Flags (R|R|R|R|I|R|R|R)		Reserved
	VXLAN Network Identifier (VNI)						Reserved

Alternativen

Eine Alternative zu VXLAN ist das von Microsoft entwickelte Network Virtualization Using Generic Routing Encapsulation (NVGRE). Ein möglicher Nachfolger ist Generic Network Virtualization Encapsulation (Geneve), das die Funktionalität von VXLAN und NVGRE miteinander vereint.

Weblinks

• RFC: 7348 – Virtual eXtensible Local Area Network (VXLAN): A Framework for Overlaying Virtualized Layer 2 Networks over Layer 3 Networks. August 2014 (englisch).