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VXLAN什么是VXLANVXLAN的优势VXLAN报文结构一些特定名词NVEVTEPBDL2 GatewayL3 GatewayVBDIFVAP
VXLAN的实现原理图VXLAN MAC地址表项MAC地址动态学习
VXLAN隧道的建立与关联VXLAN隧道建立的方式VXLAN对到与VXLAN关联的方式
配置VXLAN接入配置VXLAN隧道配置
VXLAN
什么是VXLAN
VXLAN（Virtual Extensible LAN）可扩展虚拟局域网。是一种隧道技术，能在三层网络的基础上建立二层以太网网络隧道，从而实现跨地域的二层互连，并能够为不同的租户提供业务隔离 VLAN的作用是从逻辑上隔离局域网中的设备，VXLAN是将两个局域网打通 VXLAN的优势 支持大量的租户：使用24位标识符，最多可支持2^24（16777216）个VXLAN，解决了传统二层网络VLAN资源不足的问题虚机迁移需要保证IP、MAC不变：若虚机迁移的两台硬件服务器是在不同的三层网络下，虚拟机从一个子网到另一个子网，IP地址就会变化，可能会造成业务中断。采用MAC in UDP的封装方式，将以太文封装在IP报文上，通过路由在网络中传输，无需关注虚拟机的IP地址，可以保证在传输过程中数据包的MAC地址不变易于维护：基于IP网络组建大二层网络，可以充分利用现有的IP网络技术；只有IP核心网络的边缘设备需要进行VXLAN处理，网络中间设备只需根据IP头转发报文二层网络为什么能保证IP不变？ 在二层网络中，数据包的转发是基于设备的MAC地址进行的 三层网络如何导致IP变化？ 如虚机移动到不同子网时，可能需要分配新的IP来适应新的子网范围；虚机迁移到新网络时，可能会与新网络中的设备发生IP冲突等 为什么用udp协议？ UDP协议是一种简单、无连接的传输协议，通常在网络设备（如路由器、交换机、防火墙）上有更好的支持，且传输速度快 VXLAN报文结构 外层以太头 14字节，若包含VLAN tag则为18字节源MAC为源VM所属VTEP的MAC地址目的MAC为到达目标VTEP路径上下一跳设备的MAC地址 外层IP头 可以是ipv4（20字节）也可以是ipv6（40字节）源IP为源VTEP的IP地址，目标IP为目标VTEP的IP地址 外层UDP头（8字节） 目的端口号缺省为4789，表示内层封装报文为VXLAN报文。源端口为本地随机获取可用于VTEP之间的多路负载分担的计算基于UDP来实现VXLAN隧道，VXLAN头部对于网络而言是一个服务，可以避免NAT、防火墙的影响，做到穿越NAT迁移虚机是做内存迁移，所以传输的数据小，时间够快，做到轻量级 VXLAN头（8字节） 标记位8bit，其中I位为1时，表示VXLAN头中的VXLAN ID有效VXLAN ID（24bit），又称VNI，网络标识符，不同VXLAN网络中的用户终端不能二层互通保留字段，可以做为一些功能性的扩展 原始二层数据，虚机发送的原始以太报文
NVE：网络虚拟边缘（Network Virtualization Edge），是指承载VXLAN封装和解封装功能的网络设备或模块，是普通网络和VXLAN网络的边界。它负责将数据帧封装为VXLAN封装格式，以便在底层IP网络上进行传输，同时也能够从接收的VXLAN封装中解封原始数据帧 VTEPVTEP：（Virtual Tunnel Endpoint）VXLAN隧道端点，位于VNE中，用于VXLAN报文的封装和解封装。如物理交换机、虚拟交换机、等，可以是独立的物理设备或虚机所在的服务器 VTEP只支持VXLAN二层转发功能的设备，只能在相同VXLAN内进行二层转发 BDBD：桥域（Bridge Domain），类似传统网络中采用VLAN划分广播域，在VXLAN网络中一个BD标识一个大二层广播域 VNI以1:1的方式映射到广播域BD L2 GatewayL2 Gateway二层转发模式，VTEP通过查找MAC地址表项对流量进行转发，用于VXLAN和VLAN之间的二层通讯，也可以用于同一VXLAN网络内终端的同子网通信 L3 GatewayL3 Gateway三层转发模式，VTEP设备通过查找ARP表项对流量进行转发，用于VXLAN和外部IP网络之间的三层通讯，也可以用于VXLAN网络内终端的跨子网通信 VBDIFVBDIF：类似于VLANIF。VBDIF接口在VXLAN三层网关上配置，是基于BD创建的三层逻辑接口 通过VBDIF接口可以实现不同网段的用户通过VXLAN网络通信，以及VXLAN网络和非VXLAN网络之间的同学，也可以实现二层网络接入三层网络 VAPVAP：虚拟接入点（Virtual Access Point），实现VXLAN的业务接入，就是普通网络设备 VAP的两种接入方式： 二层子接口方式。类似单臂路由，例如在VTEP创建二层子接口关联BD 10，这个子接口下的特定流量就会被注入到BD 10VLAN绑定方式。例如在VTEP配置VLAN 10与广播域BD 10关联，则所有VLAN 10的流量会被注入到BD 10 VXLAN的实现原理图
VXLAN实现的是在overlay网络中进行二层转发，转发单播数据帧依赖的是MAC地址表项 VTEP接收到BD内来自本地的数据帧，将数据帧的源MAC地址添加到该BD的MAC地址表中，出接口为收到数据帧的接口 该表项用于指导发往本VTEP下连接终端的数据帧的转发
转发属于远端VTEP下所连接设备的数据帧，需要先学习到远端设备的MAC地址 该过程与传统MAC地址表形成过程类似
VXLAN隧道由一堆VTEP确定，报文在VTEP设备进行封装之后再VXLAN隧道中依靠路由进行传输。只要VXLAN隧道的两端VTEP是三层路由可达的，VXLAN隧道就可以建立成功 VXLAN隧道建立的方式静态隧道： 通过用户手动配置本端和对端的VNI、VTEP地址和头端复制列表来完成
动态隧道： 通过BGP EVNP（以太网虚拟私有网络）方式，在VTEP之间建立BGP EVPN对等体，然后对等体之间利用BGP EVPN路由来互相传递VNI和VTEP IP，自动建立VXLAN隧道 VXLAN对到与VXLAN关联的方式手动 ：手动将VXLAN隧道与VXLAN关联 自动 ：通过EVPN协议自动将VXLAN隧道与VXLAN关联 配置静态隧道实验：https://www.bilibili.com/video/BV11G411r7Ux?p=4&spm_id_from=pageDriver&vd_source=9a5a23788869349258fb86060e91a4a9 VXLAN接入配置创建BD bridge-domain 10创建子接口:G1/0/2收到vlan10的报文，则将报文关联到BD10 interface gigabitethernet 1/0/2 port link-type trunk interface gigabitethernet 1/0/2.1 mode l2 // 创建子接口 encapsulation dot1q vid 10 //子接口和vlan10关联 bridge-domain 10 //子接口和BD关联 VXLAN隧道配置属于BD10的报文，将打上VNI100的VXLAN标识，并封装上源地址为1.1.1.1，目的地址为2.2.2.2的新IP头部，发到对端VNE bridge-domian 10 //进入BD10配置视图 vxlan vni 100 //将BD10和VNI100进行关联 interface vne 1 //创建VXLAN隧道，编号为1 source 1.1.1.1 vni 100 head-end peer-list 2.2.2.2 //隧道目的IP文章参考视频： 【VXLAN到底是什么东西？90分钟彻底搞懂VXLAN原理及配置】 https://www.bilibili.com/video/BV11G411r7Ux/?p=2&share_source=copy_web&vd_source=894e93829ee81a32aec5a64dae8e7ee1 【4.VXLAN基本原理介绍】 https://www.bilibili.com/video/BV1TC4y1e7x1/?share_source=copy_web&vd_source=894e93829ee81a32aec5a64dae8e7ee1 【P120 VXLAN基本概念】 https://www.bilibili.com/video/BV1PV4y1y7e4/?p=120&share_source=copy_web&vd_source=894e93829ee81a32aec5a64dae8e7ee1 |
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