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NVGRE vs VXLAN: ¿Cuál es la diferencia?

Moris

Traductor Don Juan
15 de enero de 2020

Tanto el método de virtualización de redes mediante la encapsulación de enrutamiento genérico o NVGRE (network virtualization using generic routing encapsulation, por sus siglas en inglés como el método de red LAN virtual extensible o VXLAN (virtual extensible LAN, por sus siglas en inglés) son dos tecnologías de virtualización de redes, cuyo objetivo consiste en extender la red VLAN para resolver problemas de escasez de redes virtuales en los grandes despliegues de computación en la nube. Al ser parte de la red virtual, ni el método NVGRE ni el VXLAN proporcionan funciones sustantivas. Estos métodos simplemente establecen cómo encapsular y reenviar paquetes entre diferentes VMs (máquinas virtuales). Ahora bien, ¿cuál es la diferencia entre el NVGRE y el VXLAN? Continúa leyendo y encontrarás la respuesta.

¿Qué es NVGRE?

La NVGRE es un método de virtualización de red que utiliza el encapsulamiento y la creación de túneles para abastecer a las subredes con un gran número de redes locales virtuales (VLAN). Teniendo en cuenta que las VLAN pueden extenderse a través de centros de datos descentralizados, así como a la capa 2 (capa de enlace de datos) y a la capa 3 (capa de red), el hecho de disponer de subredes VLAN permite que las redes multiarrendamiento y de carga equilibrada se compartan a través de los entornos en las instalaciones y en la nube. El método NVGRE tiene como objetivo resolver los problemas causados por un número limitado de redes VLAN que no pueden funcionar en entornos virtualizados complejos, y que no pueden extender segmentos de red a largas distancias requeridas por los centros de datos dispersos. El estándar NVGRE fue propuesto por Microsoft, Intel, HP y Dell, y compite contra otro método de encapsulación: el VXLAN.

¿Qué es VXLAN?

Como su nombre lo indica, el método VXLAN emplea una tecnología de virtualización de red para expandir la red VLAN. Está diseñado para resolver los problemas relacionados con redes virtuales insuficientes en los grandes centros de datos de computación en la nube actuales. De hecho, los ingenieros de redes solían aprovechar las VLAN para separar las aplicaciones de la nube y los inquilinos en un entorno de computación en nube. Sin embargo, la VLAN solo permite que se asignen hasta 4096 identificaciones de red en un momento específico, lo cual no es suficiente para los grandes entornos de computación en la nube. Por lo tanto, el método VXLAN tiene como objetivo expandir el espacio de direcciones VLAN, agregando una identificación de segmento de 24 bits para aumentar el número de identificaciones disponibles a 16 millones, mientras que se separan lógicamente las aplicaciones en la nube y los inquilinos. Además, la identificación del segmento VXLAN en cada trama puede distinguir las redes lógicas individuales y las identificaciones de red de los inquilinos. En este orden de ideas, millones de redes VXLAN de capa 2 independientes pueden coexistir en una infraestructura de capa 3 común. La especificación VXLAN fue creada originalmente por Cisco, VMware y Arista Networks.

NVGRE vs VXLAN: ¿Cuál es la diferencia?

El NVGRE y el VXLAN son casi idénticos en términos de su funcionamiento. Las principales diferencias entre ellos radican en los soportes, los protocolos de transmisión y el formato de paquetes de datos, etc.

Respaldos y protocolos de transmisión

El método NVGRE es compatible principalmente con Microsoft, y el VXLAN está principalmente manejado por Cisco. A diferencia del método VXLAN, el cual utiliza un protocolo de transmisión estándar (TCP/UDP), el protocolo NVGRE se basa en la encapsulación de rutas genéricas (GRE).

Formato de paquetes de datos

El formato de paquete de datos supone la diferencia más destacada entre el NVGRE y el VXLAN. El encabezado del paquete VXLAN incluye un segmento de identificación de 24 bits, el cual representa 16 millones de segmentos virtuales únicos. Esta identificación generalmente es generada por un algoritmo pseudoaleatorio en los puertos UDP. Al asignar grupos MAC en paquetes a un grupo de puertos UDP únicos, se mantiene el equilibrio de carga basado en 5 tuplas y se preserva el orden de los paquetes entre las máquinas virtuales. La encapsulación VXLAN extiende el tamaño del paquete a 50 bytes, como se muestra a continuación.

Figure 1 Packet Format of VXLAN.png

El método NVGRE utiliza los 24 bits inferiores del encabezado del GRE en calidad de identificador de red de inquilinos o TNI (tenant network identifier, por sus siglas en inglés), que, al igual que el VXLAN, puede admitir 16 millones de redes virtuales. Para proporcionar una granularidad de nivel de flujo que describa la utilización del ancho de banda, la red de transmisión debe utilizar el encabezado GRE. Sin embargo, esto hace que el NVGRE no sea compatible con el equilibrio de carga tradicional, siendo su principal defecto y lo que lo diferencia en mayor medida del VXLAN.

Figure 2 Packet Format of NVGRE.png


Método de transmisión

El método VXLAN emplea la multidifusión en la red de transmisión para simular el comportamiento de inundación de difusión/unidifusión desconocida y multidifusión en los segmentos de red de capa 2. Lo anterior es fundamental para el aprendizaje de direcciones MAC, así como para los protocolos como ARP y Neighbour Discovery durante todo el proceso de trabajo del VXLAN. Con respecto al NVGRE, para mejorar las capacidades del equilibrio de carga, se recomienda utilizar varias direcciones IP en cada host NVGRE con el fin de garantizar que se pueda equilibrar más tráfico de carga. De este modo, en lugar de depender de la inundación y la multidifusión de IP, el NVGRE transmite de manera más flexible.

Fragmentación

El NVGRE es compatible con el cambio de la unidad de transmisión máxima de paquetes para reducir aún más la escala de paquetes de las redes virtuales internas. No se requiere una red de transmisión para soportar tramas grandes. Sin embargo, el VXLAN necesita una red de transmisión que soporte grandes tramas para aguantar la expansión de la escala de paquetes. Es decir, el VXLAN no soporta la fragmentación.

Conclusión

Los métodos VXLAN y NVGRE son tecnologías avanzadas de virtualización de redes que implementan tecnologías de túneles en comparación con las VLAN. Ambos métodos aumentan el tamaño de las redes virtuales de 4096 a 16 millones y permiten la transmisión de paquetes de capa 2 en la red de capa 3, Por lo tanto, a menudo se añaden dispositivos de red NVGRE y VXLAN para ampliar la escalabilidad de la red. Los switches compatibles con VXLAN y NVGRE a menudo se utilizan para superar las limitaciones de las VLAN en la computación en la nube de gran tamaño, y para admitir un entorno de red ágil de máquinas virtuales.

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