Wie funktionieren virtuelle Netzwerke?

Virtuelle Netzwerke verwenden Software, um virtuelle Maschinen und Geräte standortunabhängig zu verbinden. In physischen Netzwerken werden Layer 2- und Layer 3-Funktionen des OSI-Modells von physischen Switches und Routern bereitgestellt. Zudem werden physische Netzwerkkarten (Network Interface Cards, NICs) und Netzwerkadapter eingesetzt, um Computer und Server mit Netzwerken zu verbinden. Virtual Networking verlagert diese und andere Aktivitäten in Software. Eine Software-Anwendung – auch virtueller Switch oder vSwitch genannt – kontrolliert und steuert die Kommunikation zwischen bestehenden physischen Netzwerken und virtuellen Netzwerkkomponenten (z.B. virtuelle Maschinen). Virtuelle Netzwerkadapter ermöglichen es Computern und VMs, sich mit Netzwerken zu verbinden. Außerdem können alle Maschinen in einem Local Area Network (LAN) Verbindungen zu größeren Netzwerken herstellen.

In physischen Netzwerken dienen LANs dazu, mehrere Geräte mit gemeinsam genutzten Ressourcen zu verbinden, z.B. Netzwerk-Storage. Die Verbindung erfolgt in der Regel über Ethernet-Kabel oder WLAN. Im Rahmen von Virtual Networking entstehen virtuelle LANs (VLANs), wobei die Gruppierung mittels Software konfiguriert wird. Dadurch verhalten sich mit verschiedenen Netzwerk-Switches verbundene Computer so, als wären sie mit ein und demselben verbunden. Umgekehrt lassen sich Computer mit gemeinsamer Verkabelung in separaten Netzwerken nutzen. Somit müssen Maschinen nicht physisch mithilfe von Kabeln und Hardware verbunden werden.

Virtuelle Netzwerke bieten ein zentraleres und vereinfachtes Netzwerkmanagement. Verschiedene Netzwerkteile sind remote für erforderliche Updates, Änderungen und sogar Tests zugänglich. Somit wird das Netzwerkmanagement kostengünstiger und einfacher.

Virtual Networking bildet die Grundlage für Cloud-Architekturen und -Anwendungen. Damit können Anwender auf Cloud-Ressourcen zugreifen, sie vernetzen, schützen und verändern.

Vorteile von virtuellen Netzwerken

Mit Virtual Networking geht eine Vielzahl von Business-Vorteilen einher – von niedrigeren Investitions- und Wartungskosten bis zur einfachen Netzwerksegmentierung. Virtuelle Netzwerke bieten insbesondere folgende Vorzüge:

• Weniger erforderliche Hardware (Kabel, Switches etc.) durch die Verlagerung vieler Funktionen in Software
• Kostengünstigeres und einfacheres Verwalten von Netzwerkhardware und -software dank zentraler Kontrolle
• Flexiblere Optionen für Netzwerk-Routing und -konfiguration, einschließlich einfacherer Netzwerksegmentierung und -unterteilung
• Bessere Kontrolle über Netzwerkdatenverkehr mit detaillierteren Optionen, z.B. Firewall-Konfiguration auf vNIC-Ebene
• Höhere IT-Produktivität dank Serviceaktivierung und Performance-Tests (sowohl remote als auch automatisiert)
• Mehr geschäftliche Skalierbarkeit und Flexibilität durch virtuelle Upgrades, automatisierte Konfigurationen und modulare Änderungen für Netzwerk-Appliances und -anwendungen 

Beispiele für virtuelle Netzwerke

Ein Beispiel für virtuelle Netzwerke wäre ein Virtual Private Network (VPN), mit dem sich zwei Netzwerke sicher über das Internet verbinden lassen. Über VPNs können sich Remote- oder Homeoffice-Mitarbeiter mit Unternehmensnetzwerken verbinden. Darüber hinaus werden sie häufig eingesetzt, um Internetzensuren zu umgehen und zu vermeiden, dass Browser-Verläufe in öffentlichen WLAN-Netzwerken einsehbar sind.

Ein anderes Beispiel für Virtual Networking sind Virtual Local Area Networks (VLANs). Ein VLAN ist eine Netzwerkuntergruppe, die mehrere Netzwerkgeräte in einer Gruppierung oder Domäne vereint und sie vom restlichen Netzwerk trennt. VLANs verbessern sowohl Netzwerkgeschwindigkeit als auch -Performance, indem sie Datenverkehr effizienter in diesen Untergruppen oder Domänen routen. Außerdem bieten sie erheblich mehr Kontrolle über Netzwerkgeräte und -datenverkehr. Durch das Isolieren bestimmter Daten innerhalb eines separaten VLANs ergeben sich zusätzliche Sicherheitsvorteile – insbesondere für große Netzwerke, da sich unautorisierte Überwachungsvorgänge oder Eingriffe schwieriger gestalten. Mit dem Einsatz von VLANs sind auch keine neuen Verkabelungen oder umfangreichen Änderungen an der Netzwerkinfrastruktur mehr erforderlich. 

Ein Virtual Extensible LAN (VXLAN) ist ein weiteres Beispiel für Virtual Networking. Neben der Aufteilung von Netzwerken in Untergruppen können VXLANs ganze Netzwerke virtualisieren und bieten somit umfassende Overlay-Netzwerk- und Segmentierungsfunktionen. VXLANs verbessern Kapazität und Skalierbarkeit virtueller Netzwerke deutlich – ohne moderne, komplexe Cloud-Architekturen ist das ganz besonders wichtig.