Mise en réseau à base logicielle

La mise en réseau VMware à base logicielle (Software Defined Networking ou SDN), disponible aujourd’hui, permet de relever le défi lié à la mise en réseau des datacenters. La solution SDN de VMware virtualise le réseau et crée des réseaux logiques permettant de satisfaire les besoins de réactivité, de performances et d’évolutivité des applications et des données virtualisées.

Avec VMware SDN, les réseaux virtuels peuvent être provisionnés par programmation et associés à des charges de travail. Ils sont en outre répartis, déplacés et développés à la demande, n’importe où dans le datacenter voire sur plusieurs datacenters. Qui plus est, le provisionnement et le fonctionnement des services de réseau et de sécurité offrent une infrastructure ouverte qui intègre des services matériels ou logiciels tiers. Ceci se traduit par des opérations considérablement simplifiées, une utilisation des ressources efficace et une plus grande réactivité face aux besoins métier. Tous ces avantages sont fournis via une plate-forme intégrée et extensible.

L’architecture SDN de VMware se compose de Virtual Distributed Switch et de la passerelle vShield Edge et est gérée par vCloud Director ou vCenter. VMware travaille également à l’amélioration de la flexibilité et de l’évolutivité via une nouvelle technologie appelée VXLAN.

VXLAN : relever le défi du réseau de datacenter

Au fur et à mesure que les départements informatiques adoptent une infrastructure convergée et un modèle orienté service, un grand nombre estime que les architectures actuelles de mise en réseau de datacenter représentent un obstacle. Les modèles de commutation basés sur le VLAN ont une longue histoire mais présentent les difficultés suivantes dans le datacenter :

• Absence de flexibilité : les limites du VLAN et de la commutation ne sont ni flexibles ni facilement extensibles. À mesure que les besoins évoluent, les ressources de calcul et de stockage doivent être allouées sans coûts d’exploitation majeurs.
• Tolérance aux pannes opérationnelle inefficace : les technologies de haute disponibilité, telles que VMware Fault Tolerance, sont parfaitement adaptées aux réseaux « plats » de couche 2, mais la création et la gestion de cette architecture peuvent s’avérer difficiles d’un point de vue opérationnel, notamment au moment de l’évolution.
• Limites du VLAN et de gestion des adresses IP : les limites de gestion des adresses IP et du VLAN représentent un frein à mesure de l’évolution du datacenter, particulièrement en cas de nécessité d’une isolation marquée ou dans les environnements de fournisseurs de services.

Pour résoudre ce problème, VMware, en partenariat avec les principaux fournisseurs de réseaux et silicone, notamment Cisco Systems, a développé la technologie VXLAN. VXLAN permet de faire « flotter » les domaines virtuels sur une infrastructure commune de réseau et de virtualisation. Grâce à la technologie Ethernet standard, un grand nombre de domaines virtuels peuvent être créés sur un réseau existant, entièrement isolés les uns des autres, ainsi que du réseau sous-jacent.

VXLAN offre les avantages suivants :

• Flexibilité : l’utilisation et la flexibilité des ressources de serveur et de stockage du datacenter sont optimisées grâce à la prise en charge de « clusters sous pression » qui s’affranchissent des limites de commutation et de pod.
• Opérations réseau rationalisées : VXLAN s’exécute sur des réseaux IP standard de couche 3 éliminant tout besoin de créer et gérer une couche de transport sous-jacente de couche 2 adaptée.
• Protection de l’investissement : VXLAN s’exécute sur du matériel de commutation standard, sans avoir à procéder à des mises à jour logicielles ou à appliquer des versions de code spéciales sur les commutateurs.

Grâce aux solutions VXLAN proposées par VMware et d’autres fournisseurs, les organisations peuvent profiter de nouveaux niveaux d’automatisation, de réactivité et d’efficacité du datacenter.

Création de réseaux logiques avec VXLAN

VXLAN permet de créer des domaines de diffusion isolés et multi-utilisateurs sur plusieurs datacenters. Les clients peuvent ainsi créer des réseaux élastiques et logiques qui s’affranchissent des limites du réseau physiques.

La première étape de la création de ces réseaux logiques consiste à isoler et à regrouper les ressources réseau. À l’instar de vSphere qui isolait les capacités informatiques du matériel serveur en vue de créer des pools virtuels de ressources pouvant être consommées sous la forme d’un service, Virtual Distributed Switch (VDS) et VXLAN isolent le réseau pour former un pool généralisé de capacité, puis sépare la consommation de ces services de l’infrastructure physique sous-jacente. Ce pool peut s’étendre au-delà des limites physiques, optimisant ainsi l’utilisation des ressources informatiques des clusters, des pods, voire des datacenters dispersés géographiquement. Ce pool unifié de capacité réseau peut être segmenté de manière optimale en réseaux logiques directement rattachés à des applications spécifiques.

Principe de fonctionnement

Pour fonctionner, VXLAN crée des réseaux logiques de couche 2 encapsulés dans des paquets IP standard de couche 3. Chaque trame est associée à un « ID de segment », qui permet de différencier les différents réseaux logiques VXLAN sans avoir recours à des balises VLAN. Un très grand nombre de réseaux VXLAN de couche 2 isolés peuvent ainsi coexister sur une infrastructure commune de couche 3.

Dans l’architecture vSphere, l’encapsulation est exécutée entre la carte d’interface réseau virtuelle de la VM cliente et le port logique sur le commutateur virtuel. Le VXLAN devient ainsi invisible à la fois pour les VM clientes et pour le réseau de couche 3 sous-jacent. Les services de passerelle entre hôtes VXLAN et non-VXLAN (ex. : un serveur physique ou le routeur Internet) sont exécutés par le boîtier de la passerelle vShield Edge de VMware. La passerelle Edge convertit les ID de segment VXLAN en ID VLAN pour permettre aux hôtes non-VXLAN de communiquer avec les serveurs virtuels VXLAN.