Пример широковещательного трафика- Пример неизвестного одноадресного трафика , где A — источник, а B — неизвестный пункт назначения
- Пример многоадресной рассылки трафика по пяти направлениям
Широковещательный, неизвестный одноадресный и многоадресный трафик ( BUM-трафик ) [1] — это сетевой трафик, передаваемый с использованием одного из трех методов отправки сетевого трафика канального уровня в пункт назначения, сетевой адрес которого отправителю неизвестен. Это достигается путем отправки сетевого трафика в несколько пунктов назначения в сети Ethernet . [2] Как концепция, связанная с компьютерными сетями , она включает в себя три типа режимов Ethernet: широковещательный , одноадресный и многоадресный Ethernet. BUM-трафик относится к такому сетевому трафику, который будет перенаправлен в несколько пунктов назначения или который не может быть адресован только предполагаемому пункту назначения. [3] [4]
Широковещательный трафик используется для передачи сообщения в любой достижимый пункт назначения в сети без необходимости знать какую-либо информацию о принимающей стороне. Когда широковещательный трафик принимается сетевым коммутатором, он реплицируется на все порты в соответствующей VLAN, за исключением того, с которого приходит трафик. [5]
Неизвестный одноадресный трафик происходит, когда коммутатор получает одноадресный трафик, предназначенный для доставки по назначению, которого нет в его базе данных пересылки . В этом случае коммутатор помечает кадр для пересылки и отправляет его на все порты пересылки в пределах соответствующей VLAN. Пересылка этого типа трафика может создать ненужный трафик, который приводит к снижению производительности сети или даже полной потере сетевого обслуживания. [6] Такая пересылка пакетов известна как одноадресная пересылка . [7] [5]
Многоадресный трафик позволяет хосту связываться с подмножеством хостов или устройств, объединенных в группу. Это приводит к трансляции сообщения при отсутствии механизма управления группой. [5] В прозрачном мостовом соединении требуется заполнение кадрами BUM, а в контексте центра обработки данных это плохо масштабируется , что приводит к снижению производительности.
Одна из проблем, которая может возникнуть, заключается в том, что некоторые сетевые устройства не могут обрабатывать высокие скорости широковещательного, неизвестного одноадресного или многоадресного трафика. В таких случаях можно ограничить трафик BUM для определенных портов, чтобы контролировать количество пакетов или байтов, которые передаются по VLAN на другие устройства. Этот порог выражается в килобитах в секунду (кбит/с) и может быть установлен независимо для широковещательной скорости, многоадресной скорости и неизвестной одноадресной скорости. [8] [9]
В случае неизвестного одноадресного трафика может возникнуть проблема безопасности. Чтобы предотвратить переполнение неизвестного одноадресного трафика через коммутатор, можно настроить сетевое оборудование для перенаправления неизвестного одноадресного трафика на определенные магистральные интерфейсы, чтобы разделить широковещательную рассылку, поступающую из разных VLAN, или использовать определенные магистральные интерфейсы для нескольких VLAN. [10] [11]
Использование VXLAN в качестве технологии наложения позволяет предоставлять услуги связи на уровне канала передачи данных между конечными точками, которые могут быть развернуты через сетевые домены сетевого уровня . Поскольку эти конечные точки логически являются частью одного и того же домена уровня канала передачи данных, они должны иметь возможность отправлять и получать кадры многоадресного назначения уровня канала передачи данных (BUM-трафик). Трафик BUM может передаваться через границы сети сетевого уровня путем его инкапсуляции в пакеты VXLAN, адресованные группе многоадресной рассылки, чтобы использовать сеть для служб репликации трафика. [12] [13]
С принятием оверлейных сетей в качестве стандартного развертывания для многопользовательской сети протоколы уровня канала передачи данных по сетевому уровню стали фаворитами среди сетевых инженеров. Одним из протоколов уровня канала передачи данных по сетевому уровню (или Layer-2 по UDP), принятых в отрасли, является VXLAN. Теперь, как и в случае с любым другим протоколом оверлейной сети, его масштабируемость связана с тем, насколько хорошо он может обрабатывать широковещательную, неизвестную одноадресную и многоадресную передачу (BUM). [14]
В Data Plane Learning широковещательный трафик перенаправляется членам многоадресной группы. В Control Plane Learning адреса собираются и пересылаются через BGP . Широковещательный трафик сокращается, и конечные точки туннеля VXLAN (VTEP) отвечают вызывающему абоненту напрямую.
VXLAN может обрабатывать BUM двумя способами: многоадресная передача и репликация на головном конце .
Multicast является наиболее распространенным подходом, и каждый идентификатор сети VXLAN (VNI) сопоставляется с одной группой multicast, в то время как каждая группа multicast может сопоставляться с одним или несколькими VNI. Когда VTEP активизируется, он использует протокол управления группами Интернета для присоединения к группам multicast для используемых им VNI. Когда VTEP должен отправить трафик BUM, он отправит его только в соответствующую группу multicast. Это метод обнаружения VTEP. [15]
Head End Replication доступен только при использовании BGP EVPN. Он менее эффективен, чем multicast, и плохо масштабируется, но его проще реализовать, если у вас нет инфраструктуры с поддержкой multicast. В Head End Replication, когда приходит BUM, VTEP создает несколько одноадресных пакетов и отправляет по одному каждому VTEP, который поддерживает VNI. [16]
Ethernet VPN (EVPN) и Provider Backbone Bridging EVPN (PBB-EVPN) предоставляют многоточечные услуги Ethernet через сети MPLS . В операциях EVPN маршрутизаторы Provider Edge (PE) автоматически обнаруживают друг друга при подключении к одному сегменту Ethernet и выбирают Designated Forwarder (DF), отвечающий за пересылку трафика BUM. [17]
В VXLAN-EVPN изучение MAC происходит через плоскость управления вместо плоскости данных . Кроме того, принимается только трафик от VTEP, информация о которых изучена через плоскость управления, в противном случае он отбрасывается. Это представляет собой защищенную структуру, в которой трафик будет пересылаться только между VTEP, проверенными плоскостью управления. [18]