ブロードキャスト、不明ユニキャスト、マルチキャストトラフィック

ブロードキャスト、不明ユニキャスト、マルチキャストトラフィック（BUMトラフィック）^{[ 1 ]}は、送信者がネットワークアドレスを知らない宛先にデータリンク層ネットワークトラフィックを送信する3つの方法のいずれかを使用して送信されるネットワークトラフィックです。これは、イーサネットネットワーク上の複数の宛先にネ​​ットワークトラフィックを送信することによって実現されます。^{[ 2 ]}コンピュータネットワークに関連する概念として、ブロードキャスト、ユニキャスト、マルチキャストイーサネットの3種類のイーサネットモードが含まれます。BUMトラフィックは、複数の宛先に転送されるか、意図した宛先にのみアドレス指定できない種類のネットワークトラフィックを指します。^{[ 3 ] [ 4 ]}

ブロードキャストトラフィックは、受信側に関する情報を知る必要なく、ネットワーク内の到達可能な任意の宛先にメッセージを送信するために使用されます。ブロードキャストトラフィックがネットワークスイッチによって受信されると、そのトラフィックの発信元を除く、それぞれのVLAN内のすべてのポートに複製されます。 ^{[ 5 ]}

不明なユニキャスト トラフィックは、スイッチが転送情報ベースにない宛先に配信される予定のユニキャストトラフィックを受信したときに発生します。この場合、スイッチはフレームをフラッディング用にマークし、それぞれの VLAN 内のすべての転送ポートに送信します。このタイプのトラフィックを転送すると、不要なトラフィックが発生し、ネットワーク パフォーマンスの低下や、ネットワーク サービスの完全な喪失につながる可能性があります。^{[ 6 ]}このパケットのフラッディングは、ユニキャスト フラッディングとして知られています。^{[ 7 ] [ 5 ]}

マルチキャストトラフィックにより、ホストはグループに参加しているホストまたはデバイスのサブセットに連絡できます。これにより、グループ管理メカニズムが存在しない場合にメッセージがブロードキャストされます。 ^{[ 5 ]}透過ブリッジングではBUMフレームのフラッディングが必要ですが、データセンターのコンテキストではこれはうまく拡張できず、パフォーマンスが低下します。

オーバーレイ技術としてVXLANを使用することで、ネットワーク層のネットワーク ドメインをまたいで展開される可能性のあるエンドポイント間でデータ リンク層接続サービスを提供できます。これらのエンドポイントは論理的に同じデータ リンク層ドメインの一部であるため、データ リンク層のマルチ宛先フレーム (BUM トラフィック) を送受信できる必要があります。BUM トラフィックは、マルチキャスト グループ宛ての VXLAN パケットにカプセル化することで、ネットワーク層のネットワーク境界を越えて交換でき、トラフィック複製サービスにネットワークを活用できます。^{[ 12 ] [ 13 ]}

マルチテナントネットワークの標準展開としてオーバーレイネットワークが採用されるにつれ、ネットワークエンジニアの間ではネットワーク層プロトコルよりもデータリンク層プロトコルが好まれるようになりました。業界で採用されているネットワーク層（またはUDP上のレイヤ2）プロトコルの1つがVXLANです。現在、他のオーバーレイネットワークプロトコルと同様に、そのスケーラビリティはブロードキャスト、不明ユニキャスト、マルチキャスト（BUM）をどれだけうまく処理できるかに左右されます。^{[ 14 ]}

データプレーン学習では、ブロードキャストトラフィックはマルチキャストグループのメンバーにフラッディングされます。コントロールプレーン学習では、アドレスが収集され、BGP経由で転送されます。ブロードキャストトラフィックは削減され、VXLANトンネルエンドポイント（VTEP）は呼び出し元に直接応答します。

VXLANは、マルチキャストとヘッドエンドレプリケーションの2つの方法でBUMを処理できます。

マルチキャストは最も一般的なアプローチであり、各 VXLAN ネットワーク識別子 (VNI) は単一のマルチキャスト グループにマッピングされ、各マルチキャスト グループは 1 つ以上の VNI にマッピングされる場合があります。VTEP がアクティブになると、インターネット グループ管理プロトコルを使用して、使用する VNI のマルチキャスト グループに参加します。VTEP が BUM トラフィックを送信する必要がある場合は、関連するマルチキャスト グループにのみ送信します。これは VTEP 検出の方法の一つです。^{[ 15 ]}

ヘッドエンドレプリケーションは、BGP EVPN を使用している場合にのみ利用可能です。マルチキャストよりも効率が悪く、拡張性も低いですが、マルチキャスト対応のインフラストラクチャがない場合は実装が簡単です。ヘッドエンドレプリケーションでは、BUM が到着すると、VTEP は複数のユニキャストパケットを作成し、VNI をサポートする各 VTEP に 1 つずつ送信します。^{[ 16 ]}

Ethernet VPN (EVPN) とProvider Backbone Bridging EVPN (PBB-EVPN) は、MPLSネットワーク上で Ethernet マルチポイント サービスを提供します。EVPN の動作では、プロバイダ エッジ (PE) ルータは、同じ Ethernet セグメントに接続されると自動的に互いを検出し、BUM トラフィックの転送を担当する指定転送ルータ (DF) を選択します。^{[ 17 ]}

VXLAN-EVPNでは、MAC学習はデータプレーンではなく制御プレーンを介して行われます。さらに、制御プレーンを介して情報が学習されたVTEPからのトラフィックのみが受け入れられ、それ以外のトラフィックは破棄されます。これにより、制御プレーンによって検証されたVTEP間でのみトラフィックが転送されるセキュアなファブリックが実現します。^{[ 18 ]}

• 透明なブリッジング