818. NVGRE (Network Virtualization using Generic Routing Encapsulation) - MS 주도 캡슐화 통신 체계

핵심 인사이트: 앞서 배운 VXLAN(817번)은 시스코와 VMWare라는 네트워크 공룡들이 합심해 만든 기술이었다. 마이크로소프트(MS)는 배가 아팠다. "야! 우리도 Hyper-V(가상화 엔진) 띄우고 애저(Azure) 클라우드 장사해야 하는데, 라이벌들 기술(VXLAN)을 가져다 쓰긴 족팔리잖아? 우리는 기존 인터넷 라우터들이 가장 흔하게 쓰던 사설망 껍데기(GRE 터널)를 개조해서 우리만의 1,600만 개짜리 오버레이 터널을 뚫자!" 그렇게 탄생한 비운의 2인자 기술이 NVGRE다.

Ⅰ. NVGRE의 탄생과 개념

  • 개념: 마이크로소프트, 인텔, 브로드컴이 주도하여 제정한 데이터센터 네트워크 가상화(Overlay) 기술입니다.
  • VXLAN과 마찬가지로 L2(MAC) 이더넷 패킷을 캡슐화하여 L3(IP) 라우팅 망 위로 쏴 보내는 것은 100% 동일하지만, 택배 박스 포장지(프로토콜)로 UDP가 아니라 **GRE(Generic Routing Encapsulation)**라는 전통적인 터널링 프로토콜 껍데기를 사용한 점이 가장 큰 차이입니다. (MAC-in-GRE 방식)

Ⅱ. VXLAN vs NVGRE의 피 튀기는 스펙 비교 (공통점과 차이점) 🌟

1. 거대한 가상망 개수 (동일한 1,600만 개)

  • VXLAN은 VNI(24비트)를 썼습니다.
  • NVGRE 역시 GRE 패킷 헤더의 잉여 공간을 싹싹 긁어모아 24비트짜리 **TNI (Tenant Network Identifier)**라는 꼬리표를 만들었습니다. 덕분에 VXLAN과 똑같이 **1,677만 개의 독립적인 가상 네트워크 조각(Tenant)**을 찍어낼 수 있습니다.

2. 포장 껍데기의 차이 (승패를 가른 치명적 요인) 🌟

  • VXLAN (MAC-in-UDP): 패킷을 UDP/IP 껍데기로 감쌌습니다. UDP는 전 세계 라우터들이 가장 좋아하고 잘 처리(ECMP 해시 분산 등)하는 밥줄 프로토콜입니다.
  • NVGRE (MAC-in-GRE): 패킷을 GRE/IP 껍데기로 감쌌습니다. (IP 프로토콜 번호 47번).
    • 문제점 폭발: 기존 물리 스위치(언더레이) 장비들은 UDP나 TCP 패킷이 들어오면 해시 수식을 돌려 여러 차선으로 트래픽을 분산(ECMP 병렬 라우팅, 804번)시키는 게 특기입니다.
    • 그런데 이 GRE 껍데기를 씌운 패킷이 날아오면, 구형 스위치 장비들은 "어? 이거 UDP/TCP도 아니고 포트 번호도 없네? 해시 계산 못하겠는데?"라며 뇌정지가 오고, 여러 차선으로 분산시키지 못한 채 그냥 한 가닥 도로로만 트래픽을 멍청하게 줄 세워서 보내버리는 끔찍한 병목 현상이 터지고 맙니다.

Ⅲ. 엔드-포인트 (NVGRE 터널 끝단)

  • VXLAN에 VTEP(입출구 담당 직원)이 있듯이, NVGRE 망에는 가상머신 밑단 하이퍼바이저 쪽에 터널을 포장하고 벗기는 모듈이 돌아갑니다. 마이크로소프트 윈도우 서버 시스템이나 System Center와 미친 듯이 강력하게 결합되어 최적화되어 있었습니다.

Ⅳ. NVGRE의 현재 (패배 선언)

초기 클라우드 가상화 기술의 양대 산맥으로 치열하게 싸웠지만, 앞서 말한 '구형 라우터 장비에서의 ECMP 트래픽 분산(로드밸런싱)의 치명적 어려움' 때문에 결국 시스코가 주도한 VXLAN 연합군에게 완벽하게 시장을 내주고 멸망에 가깝게 도태되었습니다. 현재 글로벌 클라우드 표준 캡슐화 포장지는 100% VXLAN으로 통일된 상태입니다.

📢 섹션 요약 비유: VXLAN과 NVGRE는 꽉 막힌 도로(물리망) 위를 날아가는 '두 개의 다른 택배 배송 항공사'입니다. 내용물 1,600만 개(24비트 아이디)를 실어 나르는 마법은 완전히 똑같습니다. 하지만 포장 박스가 달랐습니다. VXLAN은 전 세계 어느 우체국(라우터)이나 척 보면 아는 흔한 '표준 규격 노란색 UDP 우체국 택배 상자'를 썼습니다. 컨베이어 벨트(ECMP 분산)가 여러 갈래로 슝슝 고속 자동 분류를 해줍니다. 반면 NVGRE는 MS가 독자적으로 만든 '희한하게 생긴 보라색 GRE 특수 상자'를 썼습니다. 내용물은 똑같은데 박스가 특이하게 생겨서 동네 우체국 기계(구형 라우터)가 자동 분류를 못 하고, 사람이 일일이 수동으로 한 줄로 밀어 넣느라(분산 실패, 병목) 배송 속도가 뚝뚝 떨어졌습니다. 결국 효율성 경쟁에서 밀려 노란색 박스(VXLAN)가 전 세계 표준으로 천하 통일을 달성했습니다.