SDN・ネットワーク仮想化

VXLAN（Virtual eXtensible Local Area Network）ぶいえっくすらん

オーバーレイネットワークカプセル化VTEPSDNデータセンタークラウド

VXLANについて教えて

簡単に言うとこんな感じ！

VXLANは「インターネットの上に、見えない専用LAN回線を何本でも引けちゃう魔法」だよ！データセンターの中で何千もの仮想ネットワークを作れるから、クラウドサービスがたくさんのお客さんのネットワークを同時に管理できるんだ。

VXLANとは

VXLAN（Virtual eXtensible Local Area Network） とは、既存のIPネットワーク（L3ネットワーク）の上に、仮想的なL2ネットワーク（LANのような環境）を重ねて作り出す技術です。「オーバーレイネットワーク」とも呼ばれ、物理的な配線を変えずにソフトウェアの力だけでネットワーク構成を自由に変えられます。

最大の特徴は 最大約1677万個（2²⁴）の仮想ネットワーク を識別できる点です。従来の VLAN（Virtual LAN） は最大4094個しか作れませんでしたが、クラウドの大規模データセンターではそれでは全く足りません。VXLANはその限界を突破するために設計されました。

企業がクラウドを使う場面では、VXLANは「縁の下の力持ち」として活躍しています。AWS・Azure・GCPといったクラウドサービスが複数のテナント（利用者）のネットワークを互いに分離しながら同じ物理インフラ上で動かせるのも、VXLANのような技術があるからです。

VXLANの仕組みと構造

VXLANの核心は「カプセル化」です。元のL2フレーム（LAN上のデータ）を丸ごとUDPパケットの中に包み込み、IPネットワーク上を運ぶことで「離れた場所でも同じLAN内にいるように見せかける」仕掛けです。

要素	役割
VTEP（VXLAN Tunnel End Point）	カプセル化・脱カプセル化を行う出入口。物理サーバーやスイッチに実装される
VNI（VXLAN Network Identifier）	仮想ネットワークを識別する24bitのID（約1677万種類）
UDPポート 4789	VXLANトラフィックが使う標準ポート番号
アンダーレイネットワーク	VXLANパケットを運ぶ物理的なIPネットワーク基盤
オーバーレイネットワーク	VXLANで作られた仮想的なL2ネットワーク

パケット構造のイメージ

┌────────────────────────────────────────────────────────┐
│ 外側IPヘッダ │ UDPヘッダ │ VXLANヘッダ │ 元L2フレーム │
│（アンダーレイ）│  port:4789 │  VNI(24bit) │（オーバーレイ）│
└────────────────────────────────────────────────────────┘

VNIで覚える「VXLAN vs VLAN」比較

比較項目	VLAN	VXLAN
識別子のビット数	12bit	24bit
最大ネットワーク数	4,094個	約1,677万個
動作するレイヤー	L2スイッチ	L3（IP）ネットワーク上
主な用途	社内LAN分割	データセンター・クラウド
標準化	IEEE 802.1Q	RFC 7348

覚え方のヒント

「VXLANは”弁当箱”」 ── L2フレーム（おかず）をUDPという弁当箱に入れて、IPネットワーク（宅配便）で届ける。届いたらVTEPが弁当箱を開けて中身だけ取り出す、というイメージ！

歴史と背景

2011年以前 ── データセンターの仮想化が普及し始め、1台の物理サーバー上で何十もの仮想マシン（VM）が動くように。しかし従来のVLAN（最大4094個）では、大規模クラウドで必要な「テナント数」に追いつけなくなってきた
2011年 ── VMware・Cisco・Citrix・Red Hatらが共同でVXLANの仕様を提案。IETFに草案（Internet-Draft）を提出
2014年8月 ── RFC 7348 として正式に標準化。業界標準の地位を確立
2015年〜 ── Open vSwitch（OVS）やLinuxカーネルがネイティブでVXLANをサポート。普及が加速
2016年〜 ── BGP EVPNとVXLANを組み合わせたコントロールプレーンの標準化（RFC 7432）が進み、大規模展開が現実的に
現在 ── AWS VPC・Azure Virtual Network・VMware NSXなど、主要クラウド・SDN製品の根幹技術として広く使われている

VXLANとアンダーレイ・オーバーレイの関係

VXLANを理解するうえで「アンダーレイ」と「オーバーレイ」の関係を押さえることが重要です。

類似技術との比較

技術	仮想ネットワーク数	動作レイヤー	主な用途
VLAN	最大4,094	L2	社内LAN分割
VXLAN	約1,677万	L2 over L3	DC・クラウド
NVGRE	約1,677万	L2 over L3	Microsoft Hyper-V
GENEVE	約1,677万	L2 over L3	次世代DC（NSXなど）
GRE	なし（単純トンネル）	L3	VPN・ルーティング

💡 実務ポイント： クラウドベンダーを選定する際、「VXLANベースのネットワーク仮想化か」を確認すると、ネットワーク分離の設計柔軟性や将来の拡張性を判断しやすくなります。

規格・RFC番号	内容
RFC 7348	VXLANの基本仕様。カプセル化形式・VNI・VTEPの定義
RFC 7432	BGP EVPN（Ethernet VPN）。VXLANのコントロールプレーンとして使われる
RFC 8365	EVPN over VXLANの適用ガイドライン
RFC 7637	NVGRE（Microsoftが推進した競合技術）の仕様
RFC 8926	GENEVE（VXLANの後継候補）のカプセル化仕様