Tweet
Toàn cảnh cấu hình một Fabric BGP EVPN-VXLAN
Hình trên là bản tóm tắt toàn bộ các thành phần cần cấu hình để xây dựng một Fabric BGP EVPN-VXLAN gồm hai Leaf và một Spine. Chỉ trong một sơ đồ, chúng ta có thể thấy rõ mối quan hệ giữa Underlay, Overlay, VXLAN và EVPN, cũng như vai trò của từng thành phần trên mỗi thiết bị.
1. Underlay – Mạng IP làm nền cho Fabric
Lớp dưới cùng của sơ đồ là Underlay, nơi các switch Spine và Leaf kết nối với nhau bằng mạng IP Layer 3.
Trong ví dụ này, giao thức định tuyến OSPF được sử dụng để quảng bá các địa chỉ Loopback (Lo0) của tất cả các switch.
Vai trò của Underlay rất đơn giản:
Underlay không quan tâm VLAN, VRF hay Tenant, mà chỉ cần biết cách chuyển tiếp gói IP giữa các switch.
2. Loopback (Lo0) – Địa chỉ của VTEP
Mỗi Leaf đều có một Loopback Interface (Lo0).
Địa chỉ này thường được sử dụng làm VTEP IP (VXLAN Tunnel Endpoint).
Ví dụ:
Khi tạo VXLAN Tunnel, hai đầu tunnel sẽ sử dụng chính các địa chỉ Loopback này để đóng gói và giải đóng gói lưu lượng.
Nhờ sử dụng Loopback thay vì địa chỉ của cổng vật lý, tunnel vẫn hoạt động ổn định ngay cả khi có thay đổi đường đi trong Underlay.
3. Overlay – EVPN chạy trên BGP
Lớp thứ hai là Overlay, được xây dựng bằng MP-BGP EVPN.
Trong sơ đồ, các phiên BGP được thiết lập giữa:
Spine thường đóng vai trò BGP Route Reflector (RR), giúp các Leaf không cần thiết lập kết nối BGP trực tiếp với nhau.
Thông qua EVPN, các Leaf trao đổi:
Nhờ vậy, các switch học được thông tin mạng thông qua BGP thay vì phải flood như Ethernet truyền thống.
4. NVE Interface – Điểm đầu của VXLAN Tunnel
Khối NVE1 (Network Virtualization Edge) là thành phần quan trọng nhất của VXLAN.
Có thể xem NVE là cổng vào của toàn bộ hệ thống VXLAN.
NVE có nhiệm vụ:
Khi một frame Ethernet cần đi sang Leaf khác, chính NVE sẽ đóng gói frame này vào gói UDP VXLAN trước khi gửi qua Underlay.
5. L2VNI – Mở rộng mạng Layer 2
Mỗi VLAN trong Fabric sẽ được ánh xạ với một Layer 2 VNI (L2VNI).
Ví dụ:
VLAN 10
│
▼
L2VNI 10010
Từ thời điểm này, VLAN không còn bị giới hạn trong một switch nữa mà có thể mở rộng qua toàn bộ Fabric.
Các máy chủ cùng L2VNI sẽ hoạt động như đang ở chung một switch Layer 2 mặc dù thực tế nằm trên nhiều Leaf khác nhau.
6. L3VNI – Định tuyến giữa các VLAN
Nếu L2VNI phục vụ chuyển mạch Layer 2 thì L3VNI đảm nhiệm việc định tuyến Layer 3 giữa các mạng khác nhau.
Trong sơ đồ:
SVI
│
L3VNI
│
Core VLAN
L3VNI được liên kết với một VRF, đại diện cho một bảng định tuyến riêng của từng Tenant.
Nhờ đó, các VLAN trong cùng một Tenant có thể định tuyến với nhau ngay trên Leaf mà không cần đưa lưu lượng lên thiết bị trung tâm.
Đây chính là cơ chế Distributed Anycast Gateway rất phổ biến trong các Fabric hiện đại.
7. SVI – Gateway của máy chủ
Mỗi VLAN sẽ có một SVI (Switch Virtual Interface).
SVI chính là địa chỉ Default Gateway của:
Trong EVPN-VXLAN, cùng một địa chỉ Gateway có thể tồn tại trên tất cả các Leaf.
Điều này giúp máy chủ luôn truy cập Gateway cục bộ, giảm đáng kể lưu lượng East-West phải đi qua Spine.
8. Mapping VLAN ↔ L2VNI
Một bước cấu hình rất quan trọng là ánh xạ:
VLAN
↔
L2VNI
Ví dụ:
VLAN 10
↔
VNI 10010
Nhờ cơ chế Mapping này, khi frame từ VLAN 10 đi vào NVE, switch sẽ biết cần đóng gói bằng VNI nào để gửi sang Leaf khác.
9. Data Plane – VXLAN Encapsulation
Đường nét đứt ở giữa hình thể hiện Data Plane VXLAN.
Đây là nơi lưu lượng thực tế của người dùng được vận chuyển.
Quy trình hoạt động:
Server
↓
Leaf
↓
NVE
↓
VXLAN Tunnel
↓
NVE
↓
Leaf
↓
Server
Underlay chỉ nhìn thấy các gói IP giữa hai địa chỉ VTEP, còn toàn bộ thông tin MAC, VLAN và Tenant được mang bên trong gói VXLAN.
Tổng kết
Để triển khai một Fabric BGP EVPN-VXLAN, mỗi Leaf thường cần cấu hình các thành phần sau:
Có thể ghi nhớ kiến trúc này bằng một câu ngắn gọn:
Đây cũng là kiến trúc nền tảng được sử dụng trong hầu hết các AI Data Center, Cisco Nexus EVPN Fabric, VMware NSX, OpenShift và các hạ tầng Cloud Data Center hiện nay.
Hình trên là bản tóm tắt toàn bộ các thành phần cần cấu hình để xây dựng một Fabric BGP EVPN-VXLAN gồm hai Leaf và một Spine. Chỉ trong một sơ đồ, chúng ta có thể thấy rõ mối quan hệ giữa Underlay, Overlay, VXLAN và EVPN, cũng như vai trò của từng thành phần trên mỗi thiết bị.
1. Underlay – Mạng IP làm nền cho Fabric
Lớp dưới cùng của sơ đồ là Underlay, nơi các switch Spine và Leaf kết nối với nhau bằng mạng IP Layer 3.
Trong ví dụ này, giao thức định tuyến OSPF được sử dụng để quảng bá các địa chỉ Loopback (Lo0) của tất cả các switch.
Vai trò của Underlay rất đơn giản:
Đảm bảo mọi địa chỉ VTEP (Loopback) đều có thể liên lạc với nhau qua mạng IP.
Underlay không quan tâm VLAN, VRF hay Tenant, mà chỉ cần biết cách chuyển tiếp gói IP giữa các switch.
2. Loopback (Lo0) – Địa chỉ của VTEP
Mỗi Leaf đều có một Loopback Interface (Lo0).
Địa chỉ này thường được sử dụng làm VTEP IP (VXLAN Tunnel Endpoint).
Ví dụ:
- Leaf1: 10.1.1.1
- Leaf2: 10.1.1.2
Khi tạo VXLAN Tunnel, hai đầu tunnel sẽ sử dụng chính các địa chỉ Loopback này để đóng gói và giải đóng gói lưu lượng.
Nhờ sử dụng Loopback thay vì địa chỉ của cổng vật lý, tunnel vẫn hoạt động ổn định ngay cả khi có thay đổi đường đi trong Underlay.
3. Overlay – EVPN chạy trên BGP
Lớp thứ hai là Overlay, được xây dựng bằng MP-BGP EVPN.
Trong sơ đồ, các phiên BGP được thiết lập giữa:
- Leaf ↔ Spine
Spine thường đóng vai trò BGP Route Reflector (RR), giúp các Leaf không cần thiết lập kết nối BGP trực tiếp với nhau.
Thông qua EVPN, các Leaf trao đổi:
- Địa chỉ MAC
- Địa chỉ IP
- VTEP
- VNID
- Thông tin VRF
- Trạng thái MAC Mobility
Nhờ vậy, các switch học được thông tin mạng thông qua BGP thay vì phải flood như Ethernet truyền thống.
4. NVE Interface – Điểm đầu của VXLAN Tunnel
Khối NVE1 (Network Virtualization Edge) là thành phần quan trọng nhất của VXLAN.
Có thể xem NVE là cổng vào của toàn bộ hệ thống VXLAN.
NVE có nhiệm vụ:
- Tạo VXLAN Tunnel
- Đóng gói (Encapsulation)
- Giải đóng gói (Decapsulation)
- Ánh xạ VNI với mạng nội bộ
Khi một frame Ethernet cần đi sang Leaf khác, chính NVE sẽ đóng gói frame này vào gói UDP VXLAN trước khi gửi qua Underlay.
5. L2VNI – Mở rộng mạng Layer 2
Mỗi VLAN trong Fabric sẽ được ánh xạ với một Layer 2 VNI (L2VNI).
Ví dụ:
VLAN 10
│
▼
L2VNI 10010
Từ thời điểm này, VLAN không còn bị giới hạn trong một switch nữa mà có thể mở rộng qua toàn bộ Fabric.
Các máy chủ cùng L2VNI sẽ hoạt động như đang ở chung một switch Layer 2 mặc dù thực tế nằm trên nhiều Leaf khác nhau.
6. L3VNI – Định tuyến giữa các VLAN
Nếu L2VNI phục vụ chuyển mạch Layer 2 thì L3VNI đảm nhiệm việc định tuyến Layer 3 giữa các mạng khác nhau.
Trong sơ đồ:
SVI
│
L3VNI
│
Core VLAN
L3VNI được liên kết với một VRF, đại diện cho một bảng định tuyến riêng của từng Tenant.
Nhờ đó, các VLAN trong cùng một Tenant có thể định tuyến với nhau ngay trên Leaf mà không cần đưa lưu lượng lên thiết bị trung tâm.
Đây chính là cơ chế Distributed Anycast Gateway rất phổ biến trong các Fabric hiện đại.
7. SVI – Gateway của máy chủ
Mỗi VLAN sẽ có một SVI (Switch Virtual Interface).
SVI chính là địa chỉ Default Gateway của:
- Máy chủ
- Máy ảo
- Container
- Thiết bị đầu cuối
Trong EVPN-VXLAN, cùng một địa chỉ Gateway có thể tồn tại trên tất cả các Leaf.
Điều này giúp máy chủ luôn truy cập Gateway cục bộ, giảm đáng kể lưu lượng East-West phải đi qua Spine.
8. Mapping VLAN ↔ L2VNI
Một bước cấu hình rất quan trọng là ánh xạ:
VLAN
↔
L2VNI
Ví dụ:
VLAN 10
↔
VNI 10010
Nhờ cơ chế Mapping này, khi frame từ VLAN 10 đi vào NVE, switch sẽ biết cần đóng gói bằng VNI nào để gửi sang Leaf khác.
9. Data Plane – VXLAN Encapsulation
Đường nét đứt ở giữa hình thể hiện Data Plane VXLAN.
Đây là nơi lưu lượng thực tế của người dùng được vận chuyển.
Quy trình hoạt động:
Server
↓
Leaf
↓
NVE
↓
VXLAN Tunnel
↓
NVE
↓
Leaf
↓
Server
Underlay chỉ nhìn thấy các gói IP giữa hai địa chỉ VTEP, còn toàn bộ thông tin MAC, VLAN và Tenant được mang bên trong gói VXLAN.
Tổng kết
Để triển khai một Fabric BGP EVPN-VXLAN, mỗi Leaf thường cần cấu hình các thành phần sau:
- OSPF để xây dựng Underlay IP Fabric và quảng bá địa chỉ Loopback.
- Loopback (Lo0) làm địa chỉ VTEP cho các đường hầm VXLAN.
- MP-BGP EVPN để trao đổi thông tin MAC, IP, VNI và VRF trong Overlay.
- NVE Interface để tạo và quản lý các VXLAN Tunnel.
- L2VNI để mở rộng mạng Layer 2 giữa các Leaf.
- L3VNI để định tuyến giữa các VLAN trong cùng một VRF/Tenant.
- SVI làm Default Gateway phân tán cho máy chủ và máy ảo.
- Mapping VLAN ↔ L2VNI để liên kết mạng VLAN truyền thống với VXLAN.
Có thể ghi nhớ kiến trúc này bằng một câu ngắn gọn:
OSPF xây dựng Underlay, BGP EVPN xây dựng Overlay, NVE tạo VXLAN Tunnel, còn L2VNI/L3VNI kết nối thế giới VLAN truyền thống với hạ tầng Fabric hiện đại.
Đây cũng là kiến trúc nền tảng được sử dụng trong hầu hết các AI Data Center, Cisco Nexus EVPN Fabric, VMware NSX, OpenShift và các hạ tầng Cloud Data Center hiện nay.
Attached Files