Mục Lục
I. Tổng quan lý thuyết
II. VLANs trong vSphere Networking
III. Virtual Switch Tagging (VST)
IV. Traffic Flow trong vSphere Networking
V. Kết luận

---

[CHAP12]Tìm hiểu về VLANs, Virtual Switch Tagging và Trafic Follow trong Sphere Networking​

I. Tổng quan lý thuyết

Trong môi trường vSphere Networking, mục tiêu chính là quản lý mạng ảo một cách hiệu quả, bảo đảm tính linh hoạt, khả năng mở rộng và bảo mật. Ba khái niệm chính cần tìm hiểu sâu hơn là:

• VLANs – Giúp chia nhỏ mạng thành các phân đoạn logic để tối ưu hóa lưu lượng và bảo mật.
• Virtual Switch Tagging (VST) – Cơ chế quản lý việc phân loại lưu lượng của các VLAN ở cấp độ virtual switch.
• Traffic Flow – Cách mà dữ liệu di chuyển qua lại giữa các máy ảo, host và mạng vật lý.

II. VLANs trong vSphere Networking

Khái niệm cơ bản:
VLAN (Virtual Local Area Network) cho phép chia nhỏ một mạng vật lý thành nhiều mạng logic. Điều này giúp cách ly lưu lượng, bảo mật tốt hơn và tối ưu hóa sử dụng tài nguyên mạng. Trong VMware vSphere, mỗi VLAN được gán một VLAN ID (từ 0 đến 4095) để xác định và phân biệt các lưu lượng khác nhau.

Vai trò trong vSphere:

• Phân đoạn lưu lượng: Giả sử bạn có nhiều máy ảo (VMs) trên cùng một host ESXi, bạn có thể sử dụng VLANs để cô lập lưu lượng giữa các máy ảo này. Điều này ngăn không cho lưu lượng từ một VLAN có thể truy cập các tài nguyên trên VLAN khác.
• Tăng cường bảo mật: Với VLANs, chỉ những máy ảo hoặc hệ thống thuộc cùng một VLAN mới có thể giao tiếp với nhau. Điều này giúp ngăn ngừa các tấn công lateral trong nội bộ mạng.
• Giảm chi phí hạ tầng: VLANs giúp tạo ra nhiều mạng logic mà không cần bổ sung switch vật lý mới.

Private VLANs (PVLANs): Private VLANs là một biến thể mở rộng của VLANs, cho phép cô lập các máy ảo ngay cả trong cùng một VLAN. Điều này giúp tăng cường bảo mật bằng cách hạn chế việc máy ảo này truy cập được vào máy ảo khác trong cùng một VLAN, nhưng vẫn có thể giao tiếp với hệ thống ngoài VLAN.

Loại Private VLANs:

• Primary VLAN: VLAN chính, nơi chứa các máy ảo.
• Isolated VLAN: Cách ly hoàn toàn lưu lượng giữa các máy ảo.
• Community VLAN: Các máy ảo có thể giao tiếp với nhau trong cùng một community VLAN nhưng không thể giao tiếp với các VLAN khác.

VLAN Trunking: Cho phép truyền nhiều VLAN cùng trên một đường truyền vật lý. Trong vSphere, khi máy chủ ESXi kết nối với switch vật lý, cổng kết nối sẽ được cấu hình ở chế độ trunk, cho phép chuyển tiếp lưu lượng của nhiều VLAN.

III. Virtual Switch Tagging (VST)

VLAN Tagging là quá trình gắn nhãn (tag) vào mỗi packet dữ liệu để chỉ định VLAN mà packet thuộc về. Khi dữ liệu di chuyển qua mạng có hỗ trợ nhiều VLAN, tag này giúp switch vật lý hoặc virtual switch nhận diện packet thuộc về VLAN nào.

Các phương pháp Tagging:

• External Switch Tagging (EST): Việc tagging được thực hiện tại switch vật lý. vSwitch trong vSphere chỉ đơn giản là chuyển tiếp dữ liệu mà không can thiệp vào quá trình tagging. EST ít phổ biến trong môi trường vSphere.

• Virtual Switch Tagging (VST): VST là phương pháp phổ biến nhất trong môi trường vSphere. Trong VST, virtual switch chịu trách nhiệm thêm và quản lý các VLAN tag. Khi dữ liệu di chuyển từ máy ảo ra ngoài mạng vật lý, virtual switch sẽ thêm tag trước khi gửi ra ngoài. Khi dữ liệu được chuyển lại vào máy ảo, virtual switch sẽ gỡ bỏ tag, vì máy ảo không cần biết về VLAN.

• Virtual Guest Tagging (VGT): Đây là mô hình mà chính các máy ảo thực hiện tagging. Mô hình này chỉ áp dụng khi VM được yêu cầu quản lý nhiều VLAN. Tuy nhiên, nó phức tạp và ít được sử dụng so với VST.

Hoạt động của VST:

• Gắn Tag: Khi một máy ảo gửi dữ liệu ra ngoài, virtual switch sẽ nhận biết VLAN ID của port group mà máy ảo kết nối.
• Thêm VLAN Tag: Virtual switch thêm tag VLAN vào packet dữ liệu dựa trên VLAN ID của port group.
• Chuyển dữ liệu: Dữ liệu đã được tag sẽ đi qua cổng uplink của ESXi, kết nối tới switch vật lý, và truyền đi qua mạng.
• Gỡ bỏ Tag: Khi dữ liệu quay lại ESXi, virtual switch sẽ gỡ bỏ tag trước khi chuyển đến máy ảo.

Ưu điểm của VST:

• Tập trung hóa quản lý: VST tập trung việc quản lý VLAN ở cấp độ virtual switch, giúp giảm thiểu sự phức tạp và nguy cơ cấu hình sai tại máy ảo.
• Hiệu suất: Giảm tải cho switch vật lý khi phải xử lý tag VLAN, do công việc này đã được xử lý ở cấp độ virtual switch.

IV. Traffic Flow trong vSphere Networking

Traffic Flow nội bộ (Internal Traffic Flow):
Lưu lượng giữa các máy ảo trong cùng một VLAN trên cùng một host ESXi không cần phải đi qua mạng vật lý. Dữ liệu chỉ di chuyển qua lại giữa các máy ảo thông qua virtual switch, giúp tối ưu hóa hiệu suất và giảm tải cho hạ tầng vật lý.
Traffic Flow giữa các VLAN (Inter-VLAN Traffic Flow):
Khi lưu lượng di chuyển giữa các máy ảo thuộc các VLAN khác nhau, dữ liệu phải đi qua Layer 3 switch hoặc router để định tuyến lưu lượng. Đây là lúc tính năng routing giữa các VLAN được kích hoạt.
Traffic Flow giữa các host ESXi:
Nếu hai máy ảo thuộc cùng một VLAN nhưng nằm trên hai host ESXi khác nhau, lưu lượng sẽ được chuyển qua cổng uplink NIC của mỗi host. Điều này có nghĩa là lưu lượng sẽ di chuyển từ virtual switch của host này qua switch vật lý trước khi đến virtual switch của host khác.
Cân bằng tải (Load Balancing):
Distributed Switch (vDS) hỗ trợ tính năng load balancing giữa các uplink NICs, giúp phân phối đều lưu lượng qua nhiều NIC, tối ưu hóa hiệu suất và tránh tình trạng quá tải một uplink cụ thể. Điều này rất quan trọng trong các hệ thống lớn với nhiều máy ảo và yêu cầu lưu lượng lớn.
Traffic Shaping:
Traffic Shaping là tính năng cho phép kiểm soát băng thông cho các port group trong virtual switch. Điều này giúp quản trị viên giới hạn và quản lý băng thông sử dụng, ngăn ngừa việc một máy ảo tiêu thụ toàn bộ băng thông của hệ thống, gây ảnh hưởng đến hiệu suất của các máy ảo khác.

V. Kết luận
VLANs, Virtual Switch Tagging và Traffic Flow là ba yếu tố quan trọng trong việc xây dựng và quản lý mạng trong môi trường ảo hóa vSphere. Hiểu rõ cách thức hoạt động của các thành phần này sẽ giúp tối ưu hóa quản lý mạng, bảo mật và hiệu suất của hệ thống, đồng thời đảm bảo rằng lưu lượng được phân chia và kiểm soát một cách hợp lý.