VLAN vs VXLAN ต่างกันอย่างไร?
อธิบายแบบเข้าใจง่าย ไม่ต้องเป็น Network Engineer ก็อ่านรู้เรื่อง เคยสงสัยไหมว่า…
ทำไม VLAN มีตั้ง 4,094 VLAN แล้วยังไม่พอ? แล้วทำไมโลกของ Data Center และ Cloud ถึงต้องสร้างสิ่งที่ชื่อว่า VXLAN ขึ้นมาอีก?
ถ้าเคยเห็นคำว่า VLAN, VXLAN, VNI, Overlay Network แล้วเริ่มรู้สึกว่า Network Engineer กำลังคุยกันด้วยภาษาต่างดาว บทความนี้จะช่วยแปลให้เป็นภาษามนุษย์ครับ 😄
เริ่มจาก VLAN ก่อน — VLAN คืออะไร?
VLAN (Virtual Local Area Network) คือเทคโนโลยีที่ใช้แบ่ง Network เดียวออกเป็น Network ย่อยหลายๆ กลุ่ม โดยไม่จำเป็นต้องแยก Switch ทางกายภาพ
ลองนึกภาพว่าเรามีอาคารสำนักงานหนึ่งหลัง ภายในอาคารมีทั้ง
- ฝ่ายบัญชี
- ฝ่ายขาย
- ฝ่ายวิศวกรรม
- Guest Wi-Fi
- Server
ทุกคนอาจต่ออยู่กับระบบ Network Infrastructure ชุดเดียวกัน แต่เราไม่จำเป็นต้องให้ทุกเครื่องอยู่ใน Network เดียวกัน เราสามารถใช้ VLAN แบ่งออกเป็น เช่น
VLAN 40 — Guest Wi-Fi
เปรียบง่ายๆ เหมือนอยู่คอนโดเดียวกัน แต่คนละห้อง อยู่ตึกเดียวกัน ไม่ได้แปลว่าต้องเปิดประตูบ้านให้เดินหากันได้หมด 😄 นี่คือหนึ่งในหน้าที่สำคัญของ VLAN
แล้ว VLAN ทำงานอย่างไร?
VLAN ทำงานอยู่บน Layer 2 ของ OSI Model โดยใช้มาตรฐาน IEEE 802.1Q เพิ่มข้อมูล VLAN Tag เข้าไปใน Ethernet Frame ภายใน Tag จะมี VLAN ID เพื่อบอก Switch ว่า Traffic นี้เป็นสมาชิกของ VLAN ไหน
ตัวอย่างเช่นLaptop ฝ่ายขาย → VLAN 20 → Switch → Server ของฝ่ายขาย
Switch จะรู้ว่า Frame นี้เป็นของ VLAN 20 และจัดการ Traffic ตาม VLAN ที่กำหนดไว้
ง่าย และมีประสิทธิภาพมากจนกระทั่ง…Data Center และ Cloud เริ่มมีขนาดใหญ่ขึ้นเรื่อยๆ
ปัญหาคือ VLAN มีได้ประมาณ 4,000 VLAN
VLAN ID ใน IEEE 802.1Q มีขนาด 12 bits ในทางปฏิบัติ VLAN ID ที่ใช้งานได้อยู่ในช่วง 1–4094 สำหรับบริษัททั่วไป 4,094 VLAN ถือว่าเยอะมาก บริษัทมีพนักงาน 500 คน อาจใช้ VLAN จริงเพียงหลักสิบ
แต่ลองเปลี่ยนจากบริษัทหนึ่งแห่งเป็น… Cloud Provider หรือ Hyperscale Data Center ที่อาจมีลูกค้านับพันราย มี Virtual Machine จำนวนมหาศาล และแต่ละ Tenant ต้องการ Network ของตัวเอง ทันใดนั้น 4,094 VLAN ก็เริ่มดูไม่เยอะแล้ว เหมือนซื้อ Hard Disk 1 TB เมื่อสิบกว่าปีก่อนแล้วคิดว่า…
“ชีวิตนี้ใช้ยังไงก็ไม่มีวันเต็ม” แล้วอีกไม่กี่ปีต่อมา… 😅
VXLAN จึงเกิดขึ้น
VXLAN ย่อมาจาก Virtual Extensible LAN แนวคิดสำคัญคือการสร้าง Layer 2 Network บน Layer 3 Network หรือพูดง่ายๆ ว่า VXLAN เอา Ethernet Frame ไป “ห่อ” แล้วส่งผ่าน IP Network อีกที แนวคิดนี้เรียกว่า Overlay Network
ถ้า VLAN คือ “ห้อง” VXLAN คือ “ระบบส่งพัสดุ”
ลองนึกภาพแบบนี้ครับ
เรามี Server อยู่ที่ Data Center A
และอีกเครื่องอยู่ที่ Data Center B
แต่ต้องการให้ Server ทั้งสองรู้สึกเหมือนต่ออยู่บน Layer 2 Network เดียวกัน VXLAN จะนำ Ethernet Frame เดิมมา Encapsulate แล้วส่งผ่าน IP Network เหมือนเอาของใส่กล่องพัสดุ
ด้านในคือ Ethernet Frame
ด้านนอกเขียน IP Address ของปลายทาง
Network ระหว่างทางไม่จำเป็นต้องรู้เลยว่าข้างในเป็น VLAN อะไร Router เพียงทำหน้าที่ส่ง IP Packet ไปยังปลายทาง เมื่อถึงปลายทาง กล่องก็ถูกแกะออก และได้ Ethernet Frame เดิมกลับมา นี่คือหัวใจของ VXLAN Overlay
แล้ว VXLAN มี Network ได้กี่วง?
ตรงนี้คือจุดที่ VXLAN เหนือกว่า VLAN อย่างชัดเจน
VLAN ใช้ VLAN ID ขนาด 12 bits จึงมีประมาณ 4,094 VLAN
แต่ VXLAN ใช้สิ่งที่เรียกว่า VNI — VXLAN Network Identifier ซึ่งมีขนาด 24 bits จึงรองรับได้ประมาณ 16 ล้าน VXLAN Segments หรือพูดให้เห็นภาพง่ายๆ
VLAN: ประมาณ 4 พัน Network
VXLAN: ประมาณ 16 ล้าน Network
จากบ้านจัดสรร…กลายเป็นมหานครเลยครับ 😄
VTEP คืออะไร?
ถ้าจะเข้าใจ VXLAN อีกคำที่ควรรู้คือ VTEP — VXLAN Tunnel Endpoint
VTEP คือ อุปกรณ์ หรือ Software ที่ทำหน้าที่ Encapsulation และ Decapsulation VXLAN Traffic พูดง่ายๆ คือต้นทาง:
แล้ว VXLAN ส่งข้อมูลผ่านอะไร?
โครงสร้างโดยย่อจะประมาณนี้
Underlay กับ Overlay ต่างกันอย่างไร?
สองคำนี้จะเจอบ่อยมากเมื่อเริ่มศึกษา VXLAN
Underlay Network คือ Network จริงที่อยู่ด้านล่าง เช่น Router, Switch, Fiber Optic และ IP Routing
หน้าที่หลักคือ ทำให้ VTEP ทุกตัวสามารถ IP Reachability หากันได้
Overlay Network คือ Virtual Network ที่สร้างขึ้นด้านบน Underlay
VXLAN อยู่ในส่วนนี้ พูดง่ายๆ คือ
Underlay = ถนน
Overlay = รถที่วิ่งอยู่บนถนน
ถ้าถนนดี รถก็วิ่งได้ดี แต่ถ้าถนนพัง…ต่อให้ซื้อ Ferrari มา Overlay ก็ช่วยอะไรไม่ได้ครับ 😄
VLAN กับ VXLAN ต่างกันตรงไหน?
|
คุณสมบัติ |
VLAN |
VXLAN |
|
ชื่อเต็ม |
Virtual LAN |
Virtual Extensible LAN |
|
Network Identifier |
VLAN ID |
VNI |
|
Identifier Size |
12-bit |
24-bit |
|
จำนวน Segment |
~4,094 |
~16 ล้าน |
|
Network Type |
Layer 2 |
Layer 2 Overlay over Layer 3 |
|
Transport |
Ethernet |
UDP/IP |
|
เหมาะกับ |
Campus / Enterprise LAN |
Data Center / Cloud |
|
Scalability |
ปานกลาง |
สูงมาก |
|
Multi-Tenant |
จำกัด |
เหมาะมาก |
|
Overlay Network |
ไม่ใช่ |
ใช่ |
แล้ว VXLAN รู้ได้อย่างไรว่า Server อยู่ที่ไหน?
คำถามนี้เริ่มสนุกขึ้นแล้วครับ
สมมติเรามี Server 10,000 เครื่อง กระจายอยู่ตาม Switch จำนวนมาก VXLAN จะรู้ได้อย่างไรว่า MAC Address นี้อยู่หลัง VTEP ตัวไหน?
ในยุคแรก VXLAN สามารถเรียนรู้ข้อมูลผ่าน Data Plane และใช้ Flood-and-Learn ได้ แต่เมื่อ Network มีขนาดใหญ่ วิธีนี้เริ่มไม่เหมาะ เราจึงมีพระเอกอีกตัวเข้ามา ชื่อว่า ...
EVPN
EVPN — Ethernet VPN
EVPN สามารถใช้ BGP เป็น Control Plane เพื่อแลกเปลี่ยนข้อมูล เช่น
- MAC Address
- IP Address
- VNI
- VTEP
แทนที่จะให้ Switch เดาสุ่มหรือ Flood Traffic ไปถามทั่ว Network
EVPN ช่วยบอกว่า “MAC Address นี้อยู่ตรงนั้นนะ ไม่ต้อง Broadcast ถามทุกคน” คล้ายกับการมี Google Maps สำหรับ Network ไม่ต้องขับรถวนทั้งกรุงเทพฯ เพื่อถามว่า “บ้านเลขที่นี้อยู่ไหนครับ?” 😄
ดังนั้นใน Modern Data Center เราจึงมักเห็นคำสองคำนี้อยู่ด้วยกัน
Hybrid / Multi-Data Center : Environment ที่ต้องการออกแบบ Network ให้ Workload สามารถเชื่อมต่อกันได้อย่างยืดหยุ่น
แล้ว Enterprise ทั่วไปต้องใช้ VXLAN ไหม?
คำตอบคือ ไม่จำเป็นเสมอไป บริษัทมี Network ไม่ซับซ้อน มีสำนักงานไม่กี่แห่ง และจำนวน VLAN ไม่มาก VLAN แบบเดิมอาจเพียงพอ และบริหารง่ายกว่า อย่าใช้ VXLAN เพียงเพราะ…“ชื่อมันดู Enterprise ดี” 😄
Technology ที่ดีที่สุดไม่ใช่ Technology ที่ซับซ้อนที่สุด แต่คือ Technology ที่ เหมาะกับ Requirement
VXLAN เหมาะกับใคร?
VXLAN มีประโยชน์มากใน Environment เช่น
Data Center Fabric: ต้องการ Network ที่ Scale ได้สูงและรองรับ Server จำนวนมาก
Private Cloud: มี Virtual Machine และ Workload จำนวนมากที่ต้องแบ่ง Network Segmentation
Multi-Tenant Cloud: Cloud Provider ต้องแยก Network ของลูกค้าจำนวนมากออกจากกัน
Large Enterprise: องค์กรขนาดใหญ่ที่ต้องการ Data Center Fabric แบบ Modern Architecture
Hybrid / Multi-Data Center: Environment ที่ต้องการออกแบบ Network ให้ Workload สามารถเชื่อมต่อกันได้อย่างยืดหยุ่น
สรุป VLAN vs VXLAN แบบจำง่ายที่สุด
ถ้าจำรายละเอียดทั้งหมดไม่ได้ จำเพียงเท่านี้ก็พอครับ
VLAN: แบ่ง Layer 2 Network ออกเป็นหลาย Segment
รองรับประมาณ 4,094 VLAN
เหมาะกับ Enterprise LAN และ Campus Network ทั่วไป
ส่วน VXLAN: สร้าง Layer 2 Overlay บน Layer 3 Network ใช้ 24-bit VNI
รองรับประมาณ 16 ล้าน Network Segments
เหมาะกับ Modern Data Center, Private Cloud และ Multi-Tenant Environment
และถ้าเห็นคำว่า EVPN-VXLAN ให้คิดว่า
VXLAN = ระบบขนส่ง
EVPN = ระบบบอกเส้นทางและตำแหน่ง
สองอย่างทำงานร่วมกัน ทำให้ Data Center Network สามารถ Scale ได้อย่างมีประสิทธิภาพ
Network ที่ดี ไม่ได้วัดกันแค่ความเร็ว
หลายองค์กรให้ความสำคัญกับ Bandwidth เช่น 1 Gbps, 10 Gbps หรือ 100 Gbps แต่ในระบบ Enterprise และ Data Center จริงๆ แล้ว Architecture, Redundancy, Routing, Segmentation และ Visibility มีความสำคัญไม่แพ้ Bandwidth เพราะ Network ที่เร็วมาก…แต่ล่มทีเดียวทั้งระบบ ก็เหมือนมี Supercar 1,000 แรงม้า แต่มีถนนออกจากบ้านอยู่เส้นเดียวครับ 😄
KIRZ ให้บริการและออกแบบ Network Infrastructure สำหรับองค์กร ตั้งแต่ Enterprise Internet, Fiber Optic Network, Private Network, SD-WAN, Data Center Connectivity ไปจนถึง Private Cloud Infrastructure พร้อมทีม Network Operation Center ดูแลระบบตลอด 24/7
เพราะ Network สำหรับ Enterprise ไม่ควรแค่ “ต่อได้”
แต่ต้องออกแบบให้พร้อมสำหรับการเติบโตของธุรกิจในอนาคต
KIRZ — fiber cloud.
สอบถามข้อมูลเพิ่มเติม
โทร. 02 770 9770
อีเมล info@kirz.com