VXLAN(一)

简介: VXLAN(一)

IP L2 P2MP

VXLAN封装:以太 IP UDP VXLAN 以太 IP ICMP   --<<原始数据

VXLAN转发面的技术

VXLAN简介

VXLAN采用MAC in UDP的封装方式,是一种网络虚拟化技术。

Underlay网络和Overlay网络

VXLAN技术将已有的物理网络作为Underlay网络,在其上构建出虚拟的二层或三层网络,也就是Overlay网络。对于租户来说,只能感知到Overlay网络。

选择VXLAN实现园区网络虚拟化的原因:VXLAN可构建在任意复杂的三层网络之上、支持三层虚拟网络、配置可使用控制器。

VLAN:VLAN数量太少

MPLS VPN:配置难、需要每台设备都支持MPLS

VXLAN:只需两端支持VXLAN即可

VXLAN基本概念

一个Bridge Domain只能绑定一个VNI

NVE

网络虚拟边缘,对应到PE设备。与PE不同的是,NVE可以是软件,也可以是硬件。

设备和服务器上的虚拟交换机VSwitch都可以作为NVE。

VTEP

VXLAN隧道端点,类似于Loopback地址。

VTEP位于NVE中,用于VXLAN报文的封装和解封装,VXLAN报文中的IP头部,源IP就是源端VTEP的IP地址,目的IP就是目的端VTEP的IP地址。一对VTEP地址就对应着一个VXLAN隧道。

VNI与BD

VNI:

VNI,VXLAN网络表示,类似于VLAN ID,相同VIN的可以进行大二层通信,不同VIN的不能直接二层通信。一个租户可以有多个VNI

VNI分为二层VNI和三层VNI。

  • 二层VNI是普通的VNI,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

BD:

BD,桥域。类似传统网络中使用VLAN划分广播域,在VXLAN网络中一个BD标识一个大二层广播域。通过把VNI映射到广播域BD,BD就成为VXLAN网络转发数据报文的实体。

VAP

VAP,虚拟接入点。实现VXLAN的业务接入,就是连接客户的那个接口。接入之后,相关流量被注入到BD中。

VAP有两种配置方式,二层子接口或者VLAN绑定方式:

  • 二层子接口方式接入
  • VLAN绑定方式接入

Border、Edge

Border:VXLAN网络和外部网络通信的节点,用于外部流量进入VXLAN网络或VXLAN内部流量访问外部,一般连接具有三层转发能力的设备。

Edge:VXLAN网络的边缘接入设备,经过该设备之后,变成VXLAN网络。

VXLAN工作原理

VXLAN隧道由一对VTEP确定,只要两端的VTEP路由可达,隧道就可以建立。

VXLAN隧道的建立方式:

  • 静态隧道:用户手工配置本端和远端的VNI、VTEP、和头端复制列表
  • 动态隧道:通过BGP EVPN方式动态建立VXLAN隧道。在VTEP之间建立BGP EVPN对等体,利用BGP EVPN路由互相传递VNI和VTEP等信息,来建立隧道

静态VXLAN隧道:

静态VXLAN只在数据传输时才会封装。

头端复制列表中的地址,就是进行隧道封装传输时的目的地址。

一个BD只能绑定一个VNI

MAC地址动态学习:

与传统类似。

PC1去访问PC2,封装ARP。

然后发给二层网关设备,根据VAP判断出流量所属的BD、需进入的VXLAN隧道以及对应的VNI;同时学习PC1的MAC,并进行相关绑定。然后再进行单播回应。

BUM流量转发

传输BUM流量,VTEP会把流量发送到头端复制列表中的对端VTEP。

跨子网转发:

PC1发给二层网关,封装上VXLAN,再发给三层网关,解封装掉VXLAN;三层网关查找路由表,重新封装VXLAN,再次发给远端二层网关。

BGP EVPN

基本概念

使用BGP EVPN作为VXLAN的控制面协议。

如果不使用BGP EVPN的话,隧道建立数量太大,N个设备需要创建N*(N-1)/2条隧道。而且泛洪流量也大。

使用BGP EVPN作为控制面协议的话,因为BGP有了RR,所以只需要跟RR建立对等体,即可建立VXLAN隧道

Type2路由(MAC/IP路由):用于主机MAC地址/ARP/IP路由通告。

Type3路由(Inclusive Multicast路由):用于传递二层VNI和VTEP IP地址信息,实现VTEP的发现和VXLAN隧道的建立,以及BUM报文转发。

Type5路由(IP前缀路由):用于知己MAC地址/ARP/IP路由通告,主要是外部路由的通告。

EVPN VPN-Instance:

EVPN实例与BD进行绑定,BD下的MAC地址表就会通过BGP EVPN路由进行传递。EVPN实例同样携带RT、RT等值。

BGP EVPN路由

Type2类路由:主要用于MAC地址通告、ARP信息通告以及主机IP路由通告。

其中2类路由报文中,有两个字段为二层VIN以及三层VNI字段,表示通告的是二层还是三层。

分布式网关下的跨子网通信:

分布式网关中VTEP设备既是L2网关,也是L3网关。根据流量进入VXLAN网络的VTEP设备,可以划分为非对称IRB转发和对称IRB转发。

非对称IRB转发就是,VTEP两端查询表项不一致入端设备查询路由表以及MAC地址表,出端设备查询MAC地址表。    华为不支持非对称IRB转发。

  • Ingress VTEP:流量进入VXLAN网络的VTEP设备。
  • Egress VTEP:流量从VTEP离开VXLAN网络的设备。

BGP EVPN特性

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