Comparação das tecnologias de extensão de Camada 2 para data centers distribuídos
Conforme as empresas crescem e ampliam suas operações em vários locais, a necessidade de conectividade de rede contínua entre data centers geograficamente distribuídos tornou-se fundamental. A extensão de domínios de Camada 2 em locais remotos permite o desempenho ininterrupto de aplicações, mobilidade de máquinas virtuais (VMs) e replicação de dados para recuperação de desastres (RD). No entanto, a implementação de extensões de Camada 2 em redes de área ampla (WANs) apresenta desafios técnicos relacionados à latência, segurança e escalabilidade.
Neste artigo, vamos explorar várias tecnologias de extensão de Camada 2, como a Virtual Extensible LAN (VXLAN), Overlay Transport Virtualization (OTV), Multiprotocol Label Switching (MPLS) e Ethernet Virtual Private Network (EVPN), entre outras. Cada tecnologia apresenta seus pontos fortes, fracos e casos de uso ideais, e entendê-las vai ajudá-lo a fazer a escolha certa para a arquitetura do seu data center distribuído.
Por que estender a Camada 2 entre os data centers?
Estender uma rede de Camada 2 entre os data centers significa essencialmente fazer uma ponte entre várias LANs separadas geograficamente. Isso geralmente é necessário para:
Oferecer suporte à mobilidade de máquinas virtuais: Com o aumento da virtualização de servidores, muitas organizações têm a necessidade de migrar máquinas virtuais entre diferentes data centers sem reconfigurar endereços IP ou configurações de rede.
Recuperação de desastres e alta disponibilidade: A extensão de Camada 2 permite que as empresas sincronizem dados entre sites, garantindo uma recuperação mais rápida em caso de desastre.
Simplificar o projeto de rede: A extensão de Camada 2 pode simplificar a segmentação da rede e fornecer uma malha de rede unificada em data centers remotos.
No entanto, é fundamental selecionar a tecnologia correta para a extensão da Camada 2, pois diferentes abordagens oferecem capacidades variadas de escalabilidade, desempenho e tolerância a falhas.
Detalhamento da tecnologia: Visão geral das soluções de extensão de Camada 2
Virtual Extensible LAN (VXLAN)
A VXLAN é uma tecnologia de virtualização de rede que encapsula o tráfego de Camada 2 em pacotes de Camada 3 usando o UDP como protocolo de transporte. Ela amplia as VLANs tradicionais para escalas muito maiores, permitindo até 16 milhões de VLANs, em comparação com o limite de 4.096 das VLANs padrão.
Benefícios
Escalabilidade: A VXLAN oferece suporte a implantações em grande escala com sua capacidade de acomodar mais de 16 milhões de segmentos. Isso é ideal para grandes data centers distribuídos e ambientes de nuvem.
Mobilidade de VMs: Mobilidade transparente de máquinas virtuais, permitindo que as VMs se desloquem entre data centers sem a necessidade de reatribuir endereços IP.
Suporte a multicast e unicast: A VXLAN pode ser implantada usando multicast (para tráfego de controle) ou unicast para reduzir a dependência de protocolos de roteamento multicast.
Limitações
Complexidade de overlay: A VXLAN depende da infraestrutura de rede de underlay e overlay, o que aumenta a complexidade.
Dependência multicast: Se não estiver usando o modo unicast, a VXLAN depende do roteamento multicast, que pode não estar disponível ou otimizado em determinados ambientes de rede.
Casos de uso
Data centers em nuvem de grande escala que exigem alta mobilidade de VMs.
Redes de provedores de serviços que precisam de isolamento de locatários e alta escalabilidade.
Overlay Transport Virtualization (OTV)
A OTV é uma tecnologia de extensão de Camada 2 proprietária da Cisco que estende os domínios de Camada 2 em redes baseadas em IP, encapsulando frames Ethernet em pacotes IP e fazendo a ponte entre VLANs e links da WAN.
Benefícios
Simplicidade: A OTV foi projetada para funcionar de maneira “pronta para uso” com configuração mínima, simplificando a extensão de Camada 2 em WANs.
Prevenção de loops: A OTV aborda os loops de Camada 2 nativamente atuando como um protocolo de “distribuição de endereços MAC” e fornecendo conectividade sem loops entre sites.
Suporte a multihoming: A OTV oferece suporte a multihoming para resiliências, permitindo que um site se conecte a vários dispositivos OTV para redundância.
Limitações
Dependência da Cisco: A OTV é de propriedade da Cisco, o que limita a flexibilidade em ambientes de vários fornecedores.
Escalação: A OTV é mais adequada para ambientes menores e controlados e pode não crescer de maneira tão eficiente quanto a VXLAN para implantações muito grandes.
Casos de uso
Empresas que dependem da infraestrutura da Cisco e procuram uma solução simples de extensão de Camada 2.
Data centers que precisam de soluções de recuperação de desastres rápidas e eficientes.
Multiprotocol Label Switching (MPLS)
O MPLS é uma tecnologia de WAN escalável que pode criar VPNs de Camada 2 usando rótulos em vez de endereços IP para o encaminhamento rápido e eficiente de pacotes.
Benefícios
Engenharia de tráfego: Ele oferece engenharia de tráfego avançada, otimizando o fluxo de dados e utilização da largura de banda.
QoS (Qualidade de serviço): O MPLS permite que provedores de serviços ofereçam garantias de QoS, ideal para empresas com requisitos rigorosos de desempenho.
Suporte para VPNs de Camada 2 e Camada 3: O MPLS oferece suporte aos dois tipos de VPNs, tornando-o flexível para diferentes arquiteturas.
Limitações
Custo: Ele pode ser caro, especialmente para empresas de pequeno e médio porte.
Complexidade de configuração: A configuração do MPLS requer conhecimento especializado, o que representa um desafio para organizações sem equipes de rede dedicadas.
Casos de uso
Redes de nível de operadora que precisam de alta disponibilidade e priorização de tráfego.
Empresas que exigem desempenho e resiliência garantidos em operações em múltiplos locais.
Ethernet VPN (EVPN)
A EVPN é uma tecnologia de VPN de Camada 2/3 baseada em padrões que amplia a conectividade de Camada 2 em redes MPLS ou baseadas em IP, oferecendo suporte para mobilidade MAC e multihoming.
Benefícios
Mobilidade MAC: A EVPN gerencia a mobilidade de endereços MAC com eficiência, sendo ideal para ambientes em que as VMs se deslocam com frequência.
Múltiplos locatários: Ela oferece suporte multilocação e segmentação de tráfego entre diferentes ambientes de clientes.
Escalabilidade: A EVPN pode crescer bem em ambientes de data center e provedor de serviços.
Limitações
Complexidade: Ela requer uma arquitetura de rede robusta e uma configuração adequada.
Requer Núcleo MPLS/IP: A implantação da EVPN pode exigir mudanças significativas na infraestrutura existente se o MPLS/IP ainda não estiver em uso.
Casos de uso
Grandes provedores de serviços que precisam de isolamento de locatários, escalabilidade e mobilidade de endereços MAC.
Empresas com data centers virtualizados que precisam de mobilidade transparente de VMs entre os locais.
Casos de uso para extensões de Camada 2 em data centers distribuídos
- Mobilidade de máquinas virtuais: A migração transparente de VMs é essencial em ambientes de nuvem e data centers virtualizados. Tecnologias como VXLAN e EVPN são preferidas, pois mantêm o mesmo segmento de Camada 2 em todos os locais sem reconfigurar endereços IP, garantindo o acesso ininterrupto às aplicações.
- Recuperação de desastres e alta disponibilidade: As extensões de Camada 2 permitem a replicação síncrona de dados e clusters de alta disponibilidade entre data centers geograficamente dispersos, reduzindo os tempos de recuperação durante interrupções.
- Serviços em nuvem e implantações em vários locais: As extensões de Camada 2 fazem a ponte entre os data centers locais e ambientes de nuvem pública, oferecendo suporte a arquiteturas de nuvem híbrida. A VXLAN e SD-WAN são comumente utilizadas para esses cenários.
- Combinação de redes após fusões e aquisições: Durante as fusões, as extensões de Camada 2 (por exemplo, MPLS ou GRE) são frequentemente utilizadas para conectar redes diferentes temporariamente, sem reconfigurar toda a infraestrutura.
Monitoramento e solução de problemas de extensões de Camada 2 com o OpManager Plus
Embora as tecnologias de extensão de Camada 2 forneçam o backbone essencial para data centers distribuídos, garantir o desempenho ideal requer monitoramento e gerenciamento contínuos. O OpManager Plus oferece recursos robustos que o ajudam a monitorar e solucionar problemas dessas tecnologias em tempo real, independentemente da solução de extensão de Camada 2 que você escolher.
Monitoramento de desempenho: Mantenha o controle de métricas essenciais, como latência, perda de pacotes e jitter, para garantir uma conectividade estável de Camada 2. Para tecnologias como VXLAN ou EVPN, o OpManager Plus pode monitorar os nós VTEP (VXLAN Tunnel End Points) ou MPLS para garantir uma comunicação transparente entre os data centers.
Análise de fluxo de tráfego: Com suporte integrado para NetFlow, sFlow e outras tecnologias de fluxo, o OpManager Plus fornece informações detalhadas sobre o tráfego de rede. Isso ajuda a identificar gargalos, configurações incorretas ou padrões de tráfego anormais que podem afetar as extensões de Camada 2.
Detecção de falhas: A detecção de falhas em tempo real garante que problemas como mau funcionamento do VTEP ou erro de aprendizagem de endereços MAC sejam identificados e resolvidos rapidamente. O OpManager Plus pode notificar os administradores instantaneamente por e-mail, SMS ou outros alertas.
Suporte a múltiplos fornecedores: Independentemente de você estar usando a OTV da Cisco ou MPLS/EVPN de outro fornecedor, o OpManager Plus oferece suporte a muitos dispositivos e tecnologias, tornando-a uma ferramenta versátil para ambientes de múltiplos fornecedores. Monitoramento de largura de banda: As extensões de Camada 2 em WANs são sensíveis à largura de banda. O OpManager Plus pode monitorar o uso da largura de banda para garantir que o tráfego crítico seja transmitido sem degradação do desempenho.
Gerenciamento da configuração: Além do monitoramento, o OpManager Plus oferece gerenciamento de configuração de rede, ajudando-o a gerenciar e fazer o backup das configurações dos dispositivos de extensão de Camada 2, garantindo uma recuperação rápida em caso de falha.
Independentemente de você estar executando uma operação de pequena escala ou gerenciando um data center grande e distribuído, ferramentas de monitoramento como o OpManager Plus fornecem a visibilidade e controle necessários para garantir que a sua tecnologia de extensão de Camada 2 funcione de com eficiência Ao utilizar essas capacidades de monitoramento, as empresas podem evitar tempo de inatividade, otimizar o desempenho e garantir a operação contínua dos seus domínios de Camada 2 estendidos.
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