1. Introduction (はじめに)
サーバー仮想化により、物理ネットワークインフラストラクチャへの要求が高まっています。物理サーバーには現在、複数の仮想マシン (Virtual Machine, VM) があり、それぞれが独自のメディアアクセス制御 (Media Access Control, MAC) アドレスを持っています。これにより、数十万台の VM の潜在的な接続と通信のため、スイッチドイーサネットネットワークでより大きな MAC アドレステーブルが必要になります。
データセンター内の VM が仮想LAN (Virtual LAN, VLAN) に従ってグループ化される場合、VM が属する可能性のある特定のグループに従ってトラフィックを分割するために、数千の VLAN が必要になる場合があります。現在の 4094 という VLAN の制限は、このような状況では不十分です。
データセンターは、それぞれが独自の隔離されたネットワークドメインを持つ複数のテナント (Tenant) をホストする必要があることがよくあります。専用インフラストラクチャでこれを実現することは経済的ではないため、ネットワーク管理者は共有ネットワーク上で隔離を実装することを選択します。このようなシナリオでは、各テナントが MAC アドレスと VLAN ID を独立して割り当てる可能性があり、物理ネットワーク上でこれらが重複する可能性があるという共通の問題があります。
レイヤー 2 物理インフラストラクチャを使用する仮想化環境の重要な要件は、コンピューティング、ネットワーク、およびストレージリソースの効率的な割り当てのために、レイヤー 2 ネットワークをデータセンター全体、またはデータセンター間でスケーリングすることです。このようなネットワークでは、スパニングツリープロトコル (Spanning Tree Protocol, STP) などの従来のアプローチをループフリートポロジに使用すると、多数のリンクが無効になる可能性があります。
最後のシナリオは、ネットワークオペレーターが物理インフラストラクチャの相互接続に IP を使用することを好む場合です（例えば、等価コストマルチパス (Equal-Cost Multipath, ECMP) を通じてマルチパススケーラビリティを実現し、無効なリンクを回避する）。このような環境でも、VM 間通信のためにレイヤー 2 モデルを保持する必要があります。
上記のシナリオは、オーバーレイネットワーク (Overlay Network) の要件につながります。このオーバーレイは、論理的な「トンネル」を介して個々の VM からの MAC トラフィックをカプセル化された形式で伝送するために使用されます。
本文書では、上記で指定されたさまざまな要件に対処するための、そのようなカプセル化スキームを提供する「仮想拡張可能ローカルエリアネットワーク (Virtual eXtensible Local Area Network, VXLAN)」と呼ばれるフレームワークについて詳しく説明します。本メモは、インターネットコミュニティの利益のために、デプロイされた VXLAN プロトコルを文書化します。
1.1. Acronyms and Definitions (頭字語と定義)
ACL - アクセス制御リスト (Access Control List)
ECMP - 等価コストマルチパス (Equal-Cost Multipath)
IGMP - インターネットグループ管理プロトコル (Internet Group Management Protocol)
IHL - インターネットヘッダー長 (Internet Header Length)
MTU - 最大伝送単位 (Maximum Transmission Unit)
PIM - プロトコル独立マルチキャスト (Protocol Independent Multicast)
SPB - 最短パスブリッジング (Shortest Path Bridging)
STP - スパニングツリープロトコル (Spanning Tree Protocol)
ToR - トップオブラック (Top of Rack)
TRILL - 多数のリンクの透過的相互接続 (Transparent Interconnection of Lots of Links)
VLAN - 仮想ローカルエリアネットワーク (Virtual Local Area Network)
VM - 仮想マシン (Virtual Machine)
VNI - VXLAN ネットワーク識別子 (VXLAN Network Identifier) または VXLAN セグメント ID
VTEP - VXLAN トンネルエンドポイント (VXLAN Tunnel End Point)。VXLAN トンネルを発信および/または終端するエンティティ
VXLAN - 仮想拡張可能ローカルエリアネットワーク (Virtual eXtensible Local Area Network)
VXLAN セグメント - VM が通信する VXLAN レイヤー 2 オーバーレイネットワーク
VXLAN ゲートウェイ - VXLAN 間でトラフィックを転送するエンティティ