尽管VXLAN和GRE都能够提供隧道功能,但它们在设计思想和特性上存在显著的差异。在探讨为什么使用VXLAN而不使用GRE之前,让我们首先了解一下两者的基本原理和特点。
GRE是一种通用的路由封装协议,它可以将不同类型的网络流量封装在IP报文中进行传输。GRE隧道被广泛用于连接不同的物理和虚拟网络,并支持广域网(WAN)与数据中心互连。GRE封装的报文包含源IP地址、目标IP地址、GRE协议类型、路由信息等,这使得GRE能够相对灵活地实现不同网络的互联。
然而,GRE也存在一些局限性。首先,GRE报文的封装相对比较复杂,在网络传输过程中会增加额外的开销。其次,GRE不提供任何网络封装层面的安全机制,容易受到攻击或欺骗。此外,GRE在网络扩展性方面存在限制,因为它使用32位标识符来区分不同的隧道。随着虚拟化网络规模的不断扩大,GRE的标识符空间可能会变得紧张。
相比之下,VXLAN是一种专门为虚拟化网络设计的隧道协议。VXLAN使用基于UDP的封装机制,可以扩展到大规模虚拟网络。VXLAN封装后的报文中包含虚拟网络的VNI(Virtual Network Identifier),以及源和目标的MAC地址等信息。VXLAN通过将相同VNI的报文封装在UDP报文中进行传输,从而实现虚拟网络之间的通信。
在实际应用中,VXLAN相对于GRE具有一些明显的优势。首先,VXLAN封装的报文比GRE更加轻量级,因为它使用了基于UDP的封装机制,减少了额外的开销。其次,VXLAN提供了更好的网络扩展性,因为它使用24位的VNI来唯一标识不同的虚拟网络,相对于GRE的32位标识符来说,标识空间更大,可以支持更多的虚拟网络。
此外,VXLAN还提供了更高级别的安全和QoS(Quality of Service)机制。VXLAN报文在传输过程中可以通过网络设备进行安全隔离和防火墙策略的应用,确保了虚拟网络的安全性。同时,VXLAN还支持VXLAN Gateway的概念,允许虚拟网络和物理网络之间的互联,提供了更好的互通性。
综上所述,尽管VXLAN和GRE都是常见的隧道协议,但VXLAN在设计思想和特性上更适合虚拟化网络的需求。VXLAN具有更低的封装开销、更好的网络扩展性、更高级别的安全和QoS机制等优势,使其成为虚拟化网络中的首选协议。在华为等网络设备中,通常会选择使用VXLAN来构建虚拟化网络,以实现更高效、可靠和安全的网络通信。