CML2でVXLAN/EVPNを検証してみる Part1(用語解説編)

Cisco

2024.08.26

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はじめに

現在のNWのトレンドやアーキテクチャを理解するために、趣味で学習したVXLAN/EVPNについて、自身の理解を深める目的で記事にしました。

章の構成

合計で5パートにしています。

まずVXLAN/EVPNを理解するには用語の意味を正確に抑える必要があります。

概要を箇条書きで整理しています。おおよそのイメージはこちらで掴んでいただき、関連サイトの記事を読んでいただくことをおすすめします。

用語の解説

VXLAN

L3ネットワーク上に論理的なL2ネットワークを構築するトンネリングプロトコル
L2イーサネットフレームをL3のUDPパケットにカプセリングする技術
XVLAN IDを使用してイーサネットフレームをカプセル化することでトンネリングを実現

VXLANネットワーク識別子=VNI((VXLAN Network ID)

24ビットのセグメントIDで識別
最大1600万のVXLANセグメントを同じ管理ドメイン内に存在

仮想トンネルエンドポイント = VTEP(VXLAN Tunnel Endpoint)

トラフィックがVXLANトンネルに出入りするループバックのインターフェースまたは仮想インターフェースのこと
全てのVXLANセグメントには、仮想トンネルエンドポイント(VTEP)と呼ばれるトンネルエッジデバイスがある
これらのデバイスはVXLANネットワークのエッジにあり、VXLANトンネルのインスタンスを作成、VXLANのカプセル化とカプセル化解除を実行

NVEデバイス(Network Virtualization Endpoint デバイス)

VTEPデバイスのこと

EVI(EVPNインスタンス)

VTEP上のバーチャルプライベートネットワーク(VPN)
レイヤ3VPNのIP VRFに相当するもので、MAC VRFとも呼ばれている
import / exportのRTが割り当てられる

アンダーレイマルチキャスト

アンダーレイネットワークでマルチキャストグループを介してトラフィックを複製する方法
レイヤ2VNIをマルチキャストグループにマッピングすることBUMトラフィックを転送する

BUMトラフィック

Broadcast, Unknown Unicast, Multicastのトラフィックのこと

EVPN/VXLAN

L3ネットワーク上にオーバーレイでL2ネットワークを構築するためのL2VPN技術
EVPNは基本的に、同じ物理ネットワークに接続されておらず、地理的に離れたところにある可能性のあるコンピュータが、同じ物理スイッチに差し込まれたかのように動作できるようにするための手段

コントロールプレーン

EVPNが担う
管理プトロコルにMP-BGP
テナント毎のMAC/IP情報を取り交わす

データプレーン

VXLANが担う
L3ファブリックのNW上にオーバーレイでL2ネットワークを提供
メリット1:拡張性に優れて効率的な大規模なL2NWの展開
メリット2:アクティブ/アクティブ型の冗長リンク
メリット3:BUMトラフィックの抑制

メリット3:BUMトラフィックの抑制の詳細

MP-BGPを使用してリモートVTEPのIPアドレスとVNI情報を事前に学習
リモートVTEPに接続されたサーバのMACアドレスも事前に学習
つまり、RPフラッディングの発生を低減することが可能

マルチキャスト

ネットワークで特定の複数のノードに対して、1つのデータを同時に送信すること

PIM(Protocol-Independent Multicast)

マルチキャストルーティングプロトコル
デンスモードとスパースモードがある
スパースモードしか使われていないと思ってよい

ランデブーポイント(RR)

PIM-SM(スパースモード)で使用される
マルチキャストトラフィックの中継地点のようなもの

Anycast RP

複数のRPにAnycastアドレスを設定し「RPの冗長化と負荷分散を実現」する機能
複数のI/Fに同じアドレスを設定して、1つのアドレスを複数のI/Fで共有
この共有アドレスをAnycastアドレスという
Anycastアドレスとして使用するIPアドレスは、loopback I/Fに32ビットのホストアドレスを設定

MP-BGP

BGP の拡張機能
複数のネットワーク層やアドレスファミリーのルーティング情報を伝送可能とする
異なるルーティングテーブルに MP-BGP ルートをインストールする
各ルーティングテーブルはAFI(アドレスファミリーインジケータ)とアドレスファミリー識別子(SAFI)によって識別される
AFI=1、SAFI=1、IPv4 ユニキャスト、AFI=2、SAFI=1、IPv6 ユニキャストなど

VRF

仮想的なルーティングテーブルのこと
これにより、複数のルーティングテーブルを作成することができ、同じセグメントのネットワークの収容が可能

RD (Route Distinguisher)

ルータ内での VRF 識別子
複数のVRFで同じセグメントを持つ場合、他のルータへのNW転送時にアドレス情報が重複することから、RDを付与することで識別可能としている

次の記事

CML2でVXLAN/EVPNを検証してみる Part2(座学編)

わかりずらいVXLAN/EVPNについて技術要素の解説をしています。

参考

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