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你所了解的vxlan基础

更新时间:2021年10月28日   作者:spoto   标签(Tag):

一、VXLAN基本概念

VXLAN是NVO3中的一种网络虚拟化技术,通过将虚拟机发出的数据包封装在UDP中,并使用物理网络的IP、MAC作为outer-header进行封装,然后在IP网络上传输,到达目的地后由隧道终结点解封装并将数据发送给目标虚拟机。
VXLAN

 

1、NVE(Network Virtualization Edge):

网络虚拟边缘节点NVE,实现网络虚拟化功能的网络实体。报文经过NVE封装转换后,NVE间就可基于三层基础网络建立二层虚拟化网络。分为三种情况。
硬件模式:所有的NVE都部署在支持NVE的设备上,所有的VXLAN报文封装与解封装都在设备上进行。
软件模式:所有的NVE都部署在vSwitch上,所有的VXLAN报文封装与解封装都在vSwitch上进行。
混合模式:部分NVE部署在vSwitch上,部分NVE部署在支持NVE的设备上,在vSwitch和设备上都有可能会进行VXLAN报文封装与解封装。
 

2、VTEP(VXLAN Tunnel Endpoints)

VTEP是VXLAN隧道端点,封装在NVE中,用于VXLAN报文的封装和解封装。
VTEP与物理网络相连,分配有物理网络的IP地址,该地址与虚拟网络无关。VXLAN报文中源IP地址为本节点的VTEP地址,VXLAN报文中目的IP地址为对端节点的VTEP地址,一对VTEP地址就对应着一个VXLAN隧道。
 

3、VNI(VXLAN Network Identifier)

VXLAN网络标识VNI类似VLAN ID,用于区分VXLAN段,不同VXLAN段的虚拟机不能直接二层相互通信。一个VNI表示一个租户,即使多个终端用户属于同一个VNI,也表示一个租户。VNI由24比特组成,支持多达16M的租户。
二层VNI是普通的VNI,以1:1方式映射到广播域BD,实现VXLAN报文同子网的转发。
三层VNI和VPN实例进行关联,用于VXLAN报文跨子网的转发。
 

4、BD(Bridge Domain)

BD是VXLAN网络中转发数据报文的二层广播域。在VXLAN网络中,将VNI以1:1方式映射到广播域BD,BD成为VXLAN网络转发数据报文的实体。
 

5、VBDIF接口

基于BD创建的三层逻辑接口。通过VBDIF接口配置IP地址可实现不同网段的VXLAN间,及VXLAN和非VXLAN的通信,也可实现二层网络接入三层网络。
 

6、VAP(Virtual Access Point)

虚拟接入点VAP,即VXLAN业务接入点,可以是二层子接口或VLAN:
•当接入节点是二层子接口时,通过在二层子接口上配置流封装类型实现不同的接口接入不同的数据报文,将二层子接口关联广播域BD后,可实现数据报文通过BD转发。
•当业务接入点是VLAN时,需要将VLAN绑定到广播域BD,也可以实现数据报文通过BD转发。
 

7、网关(Gateway)

和VLAN类似,不同VNI之间的VXLAN,及VXLAN和非VXLAN之间不能直接相互通信。为了使VXLAN之间,以及VXLAN和非VXLAN之间能够进行通信,VXLAN引入了VXLAN网关。
 

VXLAN网关分为:

•二层网关:用于解决租户接入VXLAN虚拟网络的问题,也可用于同一VXLAN虚拟网络的子网通信。
•三层网关:用于VXLAN虚拟网络的跨子网通信以及外部网络的访问。
 

二、VXLAN网关划分

1、集中式网关部署

集中式网关是指将三层网关集中部署在一台设备上,如图所示,所有跨子网的流量都经过三层网关进行转发,实现流量的集中管理。

集中式网关部署


优点:对跨子网流量进行集中管理,网关的部署和管理比较简单。

缺点:
◾转发路径不是最优:同一二层网关下跨子网的数据中心三层流量都需要经过集中三层网关转发。
◾ARP表项规格瓶颈:由于采用集中三层网关,通过三层网关转发的终端租户的ARP表项都需要在三层网关上生成,而三层网关上的ARP表项规格有限,这不利于数据中心网络的扩展。
 

2、分布式网关部署

VXLAN分布式网关是指在典型的“Spine-Leaf”组网结构下,将Leaf节点作为VXLAN隧道端点VTEP,每个Leaf节点都可作为VXLAN三层网关,Spine节点不感知VXLAN隧道,只作为VXLAN报文的转发节点。

分布式网关部署



VXLAN分布式网关具有如下特点:

◾同一个Leaf节点既可以做VXLAN二层网关,也可以做VXLAN三层网关,部署灵活。
◾Leaf节点只需要学习自身连接服务器的ARP表项,而不必像集中三层网关一样,需要学习所有服务器的ARP表项,解决了集中式三层网关带来的ARP表项瓶颈问题,网络规模扩展能力强。
 

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