Na arquitetura de redes modernas, VLAN (Virtual Local Area Network) e VXLAN (Virtual Extended Local Area Network) são as duas tecnologias de virtualização de rede mais comuns. Elas podem parecer semelhantes, mas na verdade existem várias diferenças importantes.
VLAN (Rede Local Virtual)
VLAN é a abreviação de Virtual Local Area Network (Rede Local Virtual). É uma técnica que divide os dispositivos físicos em uma LAN em várias sub-redes de acordo com relações lógicas. A VLAN é configurada em switches de rede para dividir os dispositivos de rede em diferentes grupos lógicos. Mesmo que esses dispositivos estejam fisicamente localizados em lugares diferentes, a VLAN permite que eles pertençam logicamente à mesma rede, possibilitando gerenciamento flexível e isolamento.
A essência da tecnologia VLAN reside na divisão das portas do switch. Os switches gerenciam o tráfego com base no ID da VLAN (identificador de VLAN). Os IDs de VLAN variam de 1 a 4095 e geralmente possuem 12 dígitos binários (ou seja, o intervalo de 0 a 4095), o que significa que um switch pode suportar até 4096 VLANs.
Fluxo de trabalho
○ Identificação de VLAN: Quando um pacote entra em um switch, o switch decide para qual VLAN o pacote deve ser encaminhado com base nas informações de ID da VLAN presentes no pacote. Normalmente, o protocolo IEEE 802.1Q é usado para marcar o quadro de dados com a VLAN.
○ Domínio de Broadcast de VLAN: Cada VLAN é um domínio de broadcast independente. Mesmo que várias VLANs estejam no mesmo switch físico, seus broadcasts são isolados uns dos outros, reduzindo o tráfego de broadcast desnecessário.
○ Encaminhamento de dados: O switch encaminha o pacote de dados para a porta correspondente de acordo com as diferentes tags VLAN. Se os dispositivos entre VLANs diferentes precisarem se comunicar, eles devem ser encaminhados por meio de dispositivos de camada 3, como roteadores.
Imagine uma empresa com vários departamentos, cada um utilizando uma VLAN diferente. Com um switch, você pode dividir todos os dispositivos do departamento financeiro na VLAN 10, os do departamento de vendas na VLAN 20 e os do departamento técnico na VLAN 30. Dessa forma, a rede entre os departamentos fica completamente isolada.
Vantagens
○ Segurança aprimorada: A VLAN pode prevenir eficazmente o acesso não autorizado entre diferentes VLANs, dividindo diferentes serviços em redes distintas.
○ Gerenciamento de tráfego de rede: Ao alocar VLANs, é possível evitar tempestades de broadcast e tornar a rede mais eficiente. Os pacotes de broadcast serão propagados apenas dentro da VLAN, reduzindo o uso de largura de banda.
○ Flexibilidade de rede: As VLANs permitem dividir a rede de forma flexível, de acordo com as necessidades da empresa. Por exemplo, os dispositivos do departamento financeiro podem ser atribuídos à mesma VLAN, mesmo que estejam fisicamente localizados em andares diferentes.
Limitações
○ Escalabilidade limitada: Como as VLANs dependem de switches tradicionais e suportam até 4096 VLANs, isso pode se tornar um gargalo para grandes redes ou ambientes virtualizados de grande escala.
○ Problema de conexão entre domínios: A VLAN é uma rede local, a comunicação entre VLANs precisa ser realizada através de um switch ou roteador de camada 3, o que pode aumentar a complexidade da rede.
Cenário de aplicação
○ Isolamento e Segurança em Redes Corporativas: As VLANs são amplamente utilizadas em redes corporativas, especialmente em grandes organizações ou ambientes interdepartamentais. A segurança e o controle de acesso da rede podem ser garantidos pela separação de diferentes departamentos ou sistemas de negócios por meio de VLANs. Por exemplo, o departamento financeiro geralmente estará em uma VLAN diferente do departamento de P&D para evitar acessos não autorizados.
○ Redução de tempestades de broadcast: A VLAN ajuda a limitar o tráfego de broadcast. Normalmente, os pacotes de broadcast se espalham por toda a rede, mas em um ambiente VLAN, o tráfego de broadcast se espalha apenas dentro da VLAN, o que reduz efetivamente a sobrecarga de rede causada por tempestades de broadcast.
○ Redes locais de pequeno ou médio porte: Para algumas pequenas e médias empresas, a VLAN oferece uma maneira simples e eficaz de construir uma rede logicamente isolada, tornando o gerenciamento da rede mais flexível.
VXLAN (Rede Local Virtual Estendida)
VXLAN (Virtual Extensible LAN) é uma nova tecnologia proposta para solucionar as limitações das VLANs tradicionais em data centers de grande escala e ambientes de virtualização. Ela utiliza tecnologia de encapsulamento para transferir pacotes de dados da camada 2 (L2) através da rede existente da camada 3 (L3), superando assim a limitação de escalabilidade das VLANs.
Por meio da tecnologia de tunelamento e do mecanismo de encapsulamento, o VXLAN "envolve" os pacotes de dados originais da camada 2 em pacotes de dados IP da camada 3, permitindo que esses pacotes sejam transmitidos na rede IP existente. O princípio fundamental do VXLAN reside em seu mecanismo de encapsulamento e desencapsulamento, ou seja, o quadro de dados tradicional da camada 2 é encapsulado pelo protocolo UDP e transmitido pela rede IP.
Fluxo de trabalho
○ Encapsulamento de cabeçalho VXLAN: Na implementação do VXLAN, cada pacote da camada 2 será encapsulado como um pacote UDP. O encapsulamento VXLAN inclui: identificador de rede VXLAN (VNI), cabeçalho UDP, cabeçalho IP e outras informações.
○ Terminal de Túnel (VTEP): O VXLAN utiliza tecnologia de tunelamento, e os pacotes são encapsulados e desencapsulados por meio de um par de dispositivos VTEP. O VTEP, ou Ponto de Extremidade de Túnel VXLAN, é a ponte que conecta a VLAN e o VXLAN. O VTEP encapsula os pacotes L2 recebidos como pacotes VXLAN e os envia para o VTEP de destino, que, por sua vez, desencapsula os pacotes encapsulados, transformando-os em pacotes L2 originais.
○ Processo de encapsulamento do VXLAN: Após anexar o cabeçalho VXLAN ao pacote de dados original, o pacote de dados será transmitido para o VTEP de destino através da rede IP. O VTEP de destino desencapsula o pacote e o encaminha para o receptor correto com base nas informações do VNI.
Vantagens
○ Escalável: O VXLAN suporta até 16 milhões de redes virtuais (VNI), muito mais do que os 4096 identificadores do VLAN, tornando-o ideal para centros de dados de grande escala e ambientes de nuvem.
○ Suporte a vários data centers: O VXLAN pode estender a rede virtual entre vários data centers em diferentes localizações geográficas, superando as limitações do VLAN tradicional, e é adequado para ambientes modernos de computação em nuvem e virtualização.
○ Simplifique a rede do data center: por meio do VXLAN, dispositivos de hardware de diferentes fabricantes podem ser interoperáveis, suportar ambientes multi-inquilinos e simplificar o projeto de rede de data centers de grande escala.
Limitações
○ Alta Complexidade: A configuração do VXLAN é relativamente complexa, envolvendo encapsulamento de túnel, configuração VTEP, etc., o que requer suporte técnico adicional e aumenta a complexidade de operação e manutenção.
○ Latência de rede: Devido ao processamento adicional exigido pelo processo de encapsulamento e desencapsulamento, o VXLAN pode introduzir alguma latência de rede. Embora essa latência seja geralmente pequena, ainda precisa ser considerada em ambientes que exigem alto desempenho.
Cenário de aplicação VXLAN
○ Virtualização de Rede em Data Centers: O VXLAN é amplamente utilizado em data centers de grande escala. Os servidores em data centers geralmente utilizam tecnologia de virtualização, e o VXLAN pode ajudar a criar uma rede virtual entre diferentes servidores físicos, evitando a limitação de escalabilidade das VLANs.
○ Ambiente de nuvem multilocatário: Em uma nuvem pública ou privada, o VXLAN pode fornecer uma rede virtual independente para cada locatário e identificar a rede virtual de cada locatário por meio do VNI. Esse recurso do VXLAN é ideal para computação em nuvem moderna e ambientes multilocatários.
○ Escalabilidade de rede entre data centers: O VXLAN é particularmente adequado para cenários em que redes virtuais precisam ser implantadas em vários data centers ou regiões geográficas. Como o VXLAN usa redes IP para encapsulamento, ele consegue abranger facilmente diferentes data centers e locais geográficos para alcançar a expansão da rede virtual em escala global.
VLAN vs VxLAN
VLAN e VXLAN são ambas tecnologias de virtualização de rede, mas são adequadas para diferentes cenários de aplicação. A VLAN é adequada para ambientes de rede de pequeno ou médio porte, podendo fornecer isolamento e segurança básicos de rede. Sua principal vantagem reside na simplicidade, facilidade de configuração e ampla compatibilidade.
VXLAN é uma tecnologia projetada para atender à necessidade de expansão de redes em larga escala em data centers modernos e ambientes de computação em nuvem. A força do VXLAN reside em sua capacidade de suportar milhões de redes virtuais, tornando-o adequado para a implantação de redes virtualizadas em diversos data centers. Ele supera a limitação de escalabilidade do VLAN e é adequado para projetos de rede mais complexos.
Embora o nome VXLAN pareça ser um protocolo de extensão do VLAN, na verdade, o VXLAN difere substancialmente do VLAN por sua capacidade de construir túneis virtuais. As principais diferenças entre eles são as seguintes:
Recurso | VLAN | VXLAN |
|---|---|---|
| Padrão | IEEE 802.1Q | RFC 7348 (IETF) |
| Camada | Camada 2 (Enlace de Dados) | Camada 2 sobre Camada 3 (L2oL3) |
| Encapsulamento | Cabeçalho Ethernet 802.1Q | MAC em UDP (encapsulado em IP) |
| Tamanho do ID | 12 bits (VLANs de 0 a 4095) | 24 bits (16,7 milhões de VNIs) |
| Escalabilidade | Limitado (4094 VLANs utilizáveis) | Altamente escalável (suporta nuvens multi-inquilino) |
| Manipulação de transmissões | Inundação tradicional (dentro da VLAN) | Utiliza multicast IP ou replicação de ponta a ponta. |
| Altura | Baixa (etiqueta VLAN de 4 bytes) | Alto (aproximadamente 50 bytes: cabeçalhos UDP + IP + VXLAN) |
| Isolamento de tráfego | Sim (por VLAN) | Sim (de acordo com a VNI) |
| Escavação de túneis | Sem tunelamento (plano L2) | Utiliza VTEPs (pontos de extremidade de túnel VXLAN) |
| Casos de uso | Redes locais pequenas/médias, redes empresariais | Data centers em nuvem, SDN, VMware NSX, Cisco ACI |
| Dependência de Árvore Abrangência (STP) | Sim (para evitar loops) | Não (usa roteamento de camada 3, evita problemas de STP) |
| Suporte de hardware | Compatível com todos os switches. | Requer switches/NICs compatíveis com VXLAN (ou VTEPs de software). |
| Apoio à mobilidade | Limitado (dentro do mesmo domínio L2) | Melhor (as VMs podem se mover entre sub-redes) |
O que o Mylinking™ Network Packet Broker pode fazer pela tecnologia de virtualização de redes?
VLAN com tag, VLAN sem tag, VLAN substituída:
Suporta a correspondência de qualquer campo-chave nos primeiros 128 bytes de um pacote. O usuário pode personalizar o valor de deslocamento, o comprimento e o conteúdo do campo-chave, além de determinar a política de saída de tráfego de acordo com a configuração do usuário.
Remoção da encapsulação em túnel:
Suporta a remoção do cabeçalho VxLAN, VLAN, GRE, GTP, MPLS e IPIP no pacote de dados original e na saída encaminhada.
Identificação do protocolo de tunelamento
Suporta a identificação automática de vários protocolos de tunelamento, como GTP/GRE/PPTP/L2TP/PPPoE/IPIP. De acordo com a configuração do usuário, a estratégia de saída de tráfego pode ser implementada de acordo com a camada interna ou externa do túnel.
Você pode conferir aqui mais detalhes sobre o assunto.Corretor de Pacotes de Rede.
Data da publicação: 25 de junho de 2025
