오늘은 evpn 개념 동작원리 VXLAN 설정 아리스타 arista 시스코 cisco에 해당 하는 내용을 알아보고자 합니다. 요즘에 워낙 sdn이 대세로 많이들 구축 하다 보니까 evpn이라는 개념도 나오고 그러다 보니 bgp까지 알게 되어야 하는 경우가 생겼습니다. 그렇다면 각각 개념과 설정에 대해서 알아볼려고 하는데요. 여러분들에게도 도움이 되었으면 합니다.
EVPN(Ethernet Virtual Private Network) 개념
EVPN(Ethernet Virtual Private Network)은 주로 데이터 센터 간의 연결, 대규모 클라우드 환경, 멀티테넌시 지원 등에서 사용되는 최신 네트워크 기술입니다. 전통적인 L2VPN과 L3VPN 기술의 단점을 보완하며, MAC과 IP 정보를 효율적으로 처리하고 확장성 있는 네트워크를 구성하는 데 중점을 둡니다.
주요 개념과 동작 원리
- EVPN의 주요 프로토콜: BGP (Border Gateway Protocol)
- EVPN은 BGP를 활용해 MAC, IP 주소 정보를 분배합니다. 전통적인 L2 네트워크에서는 MAC 주소를 스위치에서 로컬로 학습하는데, EVPN에서는 이 과정을 BGP를 통해 중앙 집중식으로 처리합니다. 이를 통해 네트워크 전반에서 MAC 주소를 일관되게 유지할 수 있습니다.
- BGP를 확장하여
EVPN Type Route를 사용하며, 대표적으로 아래와 같은 라우트 유형이 있습니다:- Type 2 Route (MAC/IP Advertisement Route): MAC과 IP 정보를 교환합니다.
- Type 3 Route (Inclusive Multicast Ethernet Tag Route): 멀티캐스트 및 브로드캐스트 트래픽을 제어합니다.
- Type 5 Route (IP Prefix Route): L3 라우팅 정보를 전달합니다.
- VXLAN (Virtual Extensible LAN) 통합
- EVPN은 VXLAN과 결합되어 작동합니다. VXLAN은 L3 네트워크를 통해 L2 네트워크처럼 동작하게 하는 오버레이 프로토콜입니다. 이를 통해 물리적 네트워크 위에 논리적 네트워크를 유연하게 생성하고 관리할 수 있습니다.
- VXLAN에서 EVPN은 VTEP(VXLAN Tunnel End Point) 간에 MAC/IP 정보를 교환하는데 중요한 역할을 합니다.
- 멀티테넌시와 VRF(Virtual Routing and Forwarding)
- 멀티테넌트 환경에서는 여러 고객 또는 사용자 그룹이 하나의 네트워크 인프라를 공유해야 합니다. EVPN은 VRF를 활용해 각각의 테넌트를 논리적으로 분리하면서도 관리합니다. 각 VRF는 독립적인 라우팅 테이블을 가지며, 트래픽이 서로 교차하지 않도록 보장합니다.
- ARP Suppression 및 트래픽 최적화
- 전통적인 L2 네트워크에서는 ARP 요청이 브로드캐스트되어 네트워크 성능을 저하시킬 수 있습니다. EVPN은 ARP Suppression 기법을 사용해 ARP 요청을 최소화하며, 네트워크 자원을 더 효율적으로 사용합니다.
EVPN을 사용해야 하는 이유
확장성 (Scalability)
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- 데이터 센터 간 네트워크 연결이 증가함에 따라, 전통적인 L2 네트워크는 MAC 주소 테이블의 한계에 직면합니다. EVPN은 BGP를 사용하여 MAC/IP 정보를 중앙에서 관리하므로, 수천 개의 네트워크 엔드포인트가 있어도 확장성이 뛰어납니다.
- 또한 EVPN은 논리적 네트워크를 물리적 네트워크와 독립적으로 구성할 수 있어 네트워크 확장이 용이합니다.
효율적인 멀티테넌시 (Effective Multitenancy)
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- EVPN은 여러 테넌트를 동일한 물리적 네트워크에서 안전하게 분리하여 운영할 수 있습니다. VRF와 VNI를 조합하여 각 테넌트의 네트워크를 독립적으로 운영하며, 정책에 따라 유연하게 설정할 수 있습니다.
간소화된 네트워크 운영
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- EVPN은 BGP 기반으로 동작하기 때문에 네트워크 운영에 있어 일관성과 안정성을 제공합니다. 네트워크 정책, 라우팅, MAC/IP 정보를 일관되게 중앙에서 관리할 수 있습니다.
- 또한 VXLAN과의 통합으로 인해 데이터 센터 간의 네트워크 연동을 쉽게 설정할 수 있습니다.
트래픽 최적화 및 네트워크 성능 향상
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- EVPN은 브로드캐스트 트래픽을 줄이고, 불필요한 ARP 트래픽을 억제함으로써 네트워크 성능을 개선합니다. 특히 대규모 네트워크에서 이러한 최적화는 매우 중요합니다.
유연한 서비스 모델
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- EVPN은 L2 및 L3 VPN 서비스를 동시에 지원합니다. 데이터 센터 간 L2 확장이나 L3 멀티캐스트 라우팅 등 다양한 서비스 요구사항을 한 가지 기술로 충족시킬 수 있습니다.
EVPN은 데이터 센터와 클라우드 환경에서 필수적인 기술로 자리잡고 있습니다. 기존 L2VPN의 한계를 보완하며, 확장성과 유연성을 제공하기 때문에 복잡한 네트워크 환경에서 효율적인 관리가 가능합니다. 특히 대규모 멀티테넌트 환경이나, 데이터 센터 간 네트워크 확장이 중요한 조직에서는 EVPN이 필수적인 선택이 될 수 있습니다.
EVPN 설정의 예시는 네트워크 장비의 제조사나 운영 환경에 따라 다를 수 있지만, 주로 Cisco, Juniper, Arista와 같은 네트워크 장비에서 많이 사용됩니다. 여기서는 Cisco 장비를 기준으로 EVPN을 설정하는 기본 예제를 보여드리겠습니다. VXLAN과 결합하여 EVPN을 설정하는 일반적인 흐름을 다룹니다.
EVPN VXLAN 설정 예제 (Cisco IOS-XR)
이 예제에서는 데이터 센터 간 VXLAN 오버레이 네트워크에서 EVPN을 설정하여 MAC 주소와 IP 주소를 BGP를 통해 분배하는 과정을 설명합니다.
네트워크 구성
- Leaf 스위치 1: 192.0.2.1
- Leaf 스위치 2: 192.0.2.2
- Spine 스위치: 192.0.2.254 (BGP 라우터)
1. BGP EVPN 설정
router bgp 65000
bgp router-id 192.0.2.1 # BGP 라우터의 ID로 사용될 IP 주소를 설정합니다. 보통 Loopback 주소를 사용합니다.
neighbor 192.0.2.254 remote-as 65000 # Spine 스위치의 IP 주소(192.0.2.254)와 BGP 피어링을 설정합니다. remote-as는 피어의 AS 번호입니다.
address-family l2vpn evpn # BGP 주소 패밀리로 L2VPN EVPN을 사용합니다. 이 패밀리는 MAC 주소와 IP 주소를 교환하기 위해 필요합니다.
advertise-all-vni # 모든 VNI를 광고하도록 설정합니다. VNI에 해당하는 MAC/IP 정보를 자동으로 광고합니다.
2. VTEP 설정
interface nve1
# NVE (Network Virtualization Edge) 인터페이스를 생성합니다. VXLAN 터널을 관리하는 인터페이스입니다.
no shutdown
# 인터페이스를 활성화합니다.
source-interface loopback0
# VXLAN 터널의 소스 IP 주소로 Loopback 인터페이스를 사용합니다. 이 주소는 VTEP의 식별자 역할을 합니다.
member vni 5001
# VXLAN VNI 5001을 해당 NVE 인터페이스에 연결합니다. 이 VNI는 논리적 네트워크 세그먼트를 나타냅니다.
ingress-replication protocol bgp
# BGP를 사용하여 Ingress Replication을 설정합니다. 이는 멀티캐스트 없이 VXLAN 트래픽을 복제합니다.
3. VLAN 및 VNI 매핑
vlan 10
# VLAN 10을 생성합니다. 이 VLAN은 로컬 네트워크에서 사용됩니다.
vn-segment 5001
# VLAN 10을 VXLAN VNI 5001과 연결합니다. 이를 통해 VLAN 10 트래픽이 VXLAN 오버레이를 통해 전달됩니다.
4. VRF 설정 (멀티테넌시 환경)
vrf context Tenant-A
# VRF (Virtual Routing and Forwarding) 컨텍스트를 생성합니다. 이 설정은 멀티테넌시를 위한 논리적 네트워크 분리를 구현합니다.
rd 65000:1
# Route Distinguisher를 설정합니다. VRF 간에 고유한 라우팅 테이블을 식별하는 데 사용됩니다.
address-family ipv4 unicast
# IPv4 Unicast 주소 패밀리를 활성화합니다. 이 주소 패밀리는 VRF 내에서 IPv4 라우팅을 처리합니다.
route-target both 65000:1
# BGP EVPN에서 사용하는 Route Target을 설정합니다. 이 값은 VRF와 관련된 라우트를 가져오거나 내보내는 데 사용됩니다.
5. 완성된 설정 예시 (주석 포함)
router bgp 65000 # BGP 프로세스를 시작하고 AS 번호를 65000으로 설정합니다.
bgp router-id 192.0.2.1 # 라우터 ID로 Loopback 인터페이스 주소인 192.0.2.1을 설정합니다.
neighbor 192.0.2.254 remote-as 65000 # Spine 스위치의 BGP 피어링을 설정합니다. 피어의 IP는 192.0.2.254이고 AS 번호는 65000입니다.
address-family l2vpn evpn # BGP 주소 패밀리로 L2VPN EVPN을 사용합니다. MAC 주소와 IP 주소를 교환하기 위해 필요합니다.
advertise-all-vni # VNI와 연관된 모든 MAC/IP 정보를 광고합니다.
interface nve1 # VXLAN 터널을 담당하는 NVE 인터페이스를 생성합니다.
no shutdown # NVE 인터페이스를 활성화합니다.
source-interface loopback0 # NVE 인터페이스의 소스 IP를 Loopback 인터페이스로 설정합니다.
member vni 5001 # VXLAN VNI 5001을 NVE 인터페이스에 매핑합니다.
ingress-replication protocol bgp # VXLAN에서 BGP를 사용해 Ingress Replication을 설정합니다.
vlan 10 # VLAN 10을 생성합니다.
vn-segment 5001 # VLAN 10을 VXLAN VNI 5001과 연결합니다.
vrf context Tenant-A # VRF “Tenant-A”를 생성합니다. 멀티테넌트 환경에서 각 테넌트를 분리하는 데 사용됩니다.
rd 65000:1 # VRF의 Route Distinguisher를 65000:1로 설정합니다.
address-family ipv4 unicast # VRF 내에서 IPv4 라우팅을 활성화합니다.
route-target both 65000:1 # BGP EVPN에서 해당 VRF에 관련된 경로를 가져오거나 내보낼 때 사용할 Route Target을 설정합니다.
이상으로 evpn 개념 동작원리 VXLAN 설정 아리스타 arista 시스코 cisco에 대해서 알아보았습니다. 여러분들에게 도움이 되었으면 하는 바램으로 작성하면서 저 역시도 다시 한번 공부 하는 기회가 되었네요 그럼 다음에는 더 좋은 정보로 오겠습니다.