第25回 オーバーレイネットワークとアンダーレイネットワークの考え方

　ネットワークにも**仮想**という概念がよく使用されており、**オーバーレイ、アンダーレイ**という用語が頻繁に出ています。
　この両者の違いですがなかなかイメージしずらいという方もいるんじゃないでしょうか。
　[前回](https://qiita.com/infra-blog/items/792b814bad7905e6f4b1)の記事でサラッとオーバーレイネットワークと記載していましたが、今回はこの両者の違いに関して説明していきます。

## オーバーレイネットワークとアンダーレイネットワークの考え方
### アンダーレイネットワーク
ネットワークを構築する際、必ず必要になるものとして**機器とケーブル**があります。
ネットワーク機器に設定を行い物理ポートにケーブルを指して、それが何重にも連なることでネットワークが構築されます。
この**物理構成を必要とするネットワークがアンダーレイネットワーク**です。

![image.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/559536/58d0f80a-58e7-499f-8500-fa2db1973195.png)

###  オーバーレイネットワーク
オーバーレイ(overlay)の単語の意味は**重ねる、被せる**です。
つまりアンダーレイネットワークを構築した後、その上に**論理的なネットワークを重ねる**ことで成立するネットワーク。
前回の記事でリーフとスパイン機器に設定した**EVPN MP-BGPとVXLAN**
こちらは、**アンダーレイネットワーク**で各機器のループバックアドレスや物理アドレスを**OSPF**でつなぎ、その上に**EVPN MP-BGPやVXLANを構築してオーバーレイネットワークとして機能**させています。

![image.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/559536/842fddc4-d91a-4539-8cb0-72441b7667aa.png)

### コンフィグ
<!-- NX-OS 9000_1 -->
<details><summary>NX-OS 9000_1 </summary>

```rb
interface loopback0
  ip address 172.16.255.2/32

interface loopback1
  ip address 172.16.254.1/32
  
interface Ethernet1/1
  no switchport
  ip address 172.16.13.3/24
  no shutdown

interface Ethernet1/2
  switchport
  switchport access vlan 120
  no shutdown

interface Ethernet1/3
  switchport
  switchport access vlan 140
  no shutdown

feature ospf

router ospf 1
  router-id 172.16.255.2
  
interface loopback0
  ip router ospf 1 area 0.0.0.0  

interface loopback1  
  ip router ospf 1 area 0.0.0.0

interface Ethernet1/1
  ip ospf network point-to-point
  ip router ospf 1 area 0.0.0.0

↑　ここまでがアンダーレイネットワーク
--------
↓　こっから下がオーバーレイネットワーク

feature bgp
nv overlay evpn

router bgp 65005
  neighbor 172.16.255.1
    remote-as 65005
    update-source loopback0
    address-family l2vpn evpn
      send-community both

feature vn-segment-vlan-based
feature nv overlay

vlan 120
  vn-segment 10120
  
vlan 140
  vn-segment 10140

evpn
  vni 10120 l2
    rd auto
    route-target import auto
    route-target export auto  

  vni 10140 l2
    rd auto
    route-target import auto
    route-target export auto

interface nve1
  no shutdown
  host-reachability protocol bgp
  source-interface loopback1
  member vni 10120
    ingress-replication protocol bgp

  member vni 10140
    ingress-replication protocol bgp

```
</details>

<!-- NX-OS 9000_3 -->
<details><summary>NX-OS 9000_3 </summary>

```rb
interface loopback0
  ip address 172.16.255.3/32

interface loopback1
  ip address 172.16.254.2/32
  
interface Ethernet1/1
  no switchport
  ip address 172.16.14.4/24
  no shutdown

interface Ethernet1/2
  switchport
  switchport access vlan 120
  no shutdown

interface Ethernet1/3
  switchport
  switchport access vlan 140
  no shutdown

feature ospf

router ospf 1
  router-id 172.16.255.3
  
interface loopback0
  ip router ospf 1 area 0.0.0.0  

interface loopback1  
  ip router ospf 1 area 0.0.0.0

interface Ethernet1/1
  ip ospf network point-to-point
  ip router ospf 1 area 0.0.0.0

↑　ここまでがアンダーレイネットワーク
--------
↓　こっから下がオーバーレイネットワーク

feature bgp
nv overlay evpn

router bgp 65005
  neighbor 172.16.255.1
    remote-as 65005
    update-source loopback0
    address-family l2vpn evpn
      send-community both

feature vn-segment-vlan-based
feature nv overlay

vlan 120
  vn-segment 10120
  
vlan 140
  vn-segment 10140

evpn
  vni 10120 l2
    rd auto
    route-target import auto
    route-target export auto  

  vni 10140 l2
    rd auto
    route-target import auto
    route-target export auto

interface nve1
  no shutdown
  host-reachability protocol bgp
  source-interface loopback1
  member vni 10120
    ingress-replication protocol bgp

  member vni 10140
    ingress-replication protocol bgp
```
</details>


<!-- NX-OS 9000_2 -->
<details><summary>NX-OS 9000_2 </summary>

```rb
interface loopback0
  ip address 172.16.255.1/32

interface Ethernet1/1
  no switchport
  ip address 172.16.13.1/24
  no shutdown

interface Ethernet1/2
  no switchport
  ip address 172.16.14.1/24
  no shutdown 

feature ospf

router ospf 1
  router-id 172.16.255.1
  
interface loopback0
  ip router ospf 1 area 0.0.0.0  
  
interface Ethernet1/1
  ip ospf network point-to-point
  ip router ospf 1 area 0.0.0.0

interface Ethernet1/2
  ip ospf network point-to-point
  ip router ospf 1 area 0.0.0.0

↑　ここまでがアンダーレイネットワーク
--------
↓　こっから下がオーバーレイネットワーク

feature bgp
nv overlay evpn

router bgp 65005
  neighbor 172.16.255.2
    remote-as 65005
    update-source loopback0
    address-family l2vpn evpn
      send-community both
      route-reflector-client
      
  neighbor 172.16.255.3
    remote-as 65005
    update-source loopback0
    address-family l2vpn evpn
      send-community both
      route-reflector-client

```
</details>

## まとめ
・アンダーレイネットワーク
**物理機器、物理ポート**を介して構築されるネットワーク

・オーバーレイネットワーク
アンダーレイネットワークがなければ**そもそも成立しない**。**アンダーレイネットワークの上に構築**された仮想ネットワーク(例:EVPN MP-BGP,VPN,VXLANなど)

## 次回予告
**生成AI**を使用してネットワークを構築する検証を行ってみようと思います。