1、概述

    （1）VXLAN是建立在物理IP(overlay)网络之上的虚拟以太网

            使用UDP封装完整的内层以太帧,封装报文头共五十个字节

    （2）VXLAN使用24位VXLAN网络标识符（VLAN为12位）

            最大支持16,000,000个逻辑网络

    （3）VXLAN可跨越物理三层网络

            使用UDP封装能在三层物理网络上建立二层逻辑网络

    （4）VXLAN利用ip多播封装广播和多播报文

            在VXLAN网内广播或多播的报文被封装在ip多播中，如ARP报文

    （5）VXLAN利用ECMP(等价多路径负载均衡)

            对不同数据流使用不同UDP源端口

    （6）VXLAN已提交到ITEF,启动标准化进程

            与Cisco, Citrix, Red Hat, Broadcom,Arista等厂商协作

2、VXLAN解决的具体技术问题

    （1）VLAN的数量限制：4094个VLAN远不能满足大规模云计算中心的需求，XVLAN最大支持  16,000,000个逻辑网络

    （2）物理网络基础设施的限制：基于IP子网的区域划分限制了需要二层网络连通性的应用负载   的部署

    （3）ToR交换机MAC表耗尽：虚拟化以及东西向流量导致更多的MAC表项

    （4）汇聚层STP(生成树协议)高负荷：由于大量VLAN配置在大量接口,汇聚层交换机的压力大

             增。

3、VXLAN报文格式

vxlan 封装三层报文 vxlan的封装_UDP

    Outer header：封装VXLAN的UDP报文头，VXLAN封装在UDP报文的数据部分。

    VXLAN Header：VXLAN报文头，包括：

         F：未使用

         I：表示VXLAN Network ID有效

         Reserved：未使用

        VXLAN Network ID：24bit，标识VXLAN网络标识，类似VLAN的ID，

        只是必VLAN所表示的范围大很多

4、VXLAN网络的初始化


vxlan 封装三层报文 vxlan的封装_网络_02

    VTEP :VXLAN隧道终端 (VXLAN Tunneling End Point)，用于多VXLAN报文进行封装/解封    装，包括mac请求报文和正常VXLAN数据报文，在一端封装报文后通过隧道向另一端VTEP发送封装报文，另一端VTEP接收到封装的报文解封装后根据被封装的MAC地址进行转发。VTEP可由支持VXLAN的硬件设备或软件来实现。

    VM1及VM2连接到VXLAN网络100, 两个VXLAN主机加入IP多播组239.119.1.1

5、VXLAN网络交互过程

    以ARP交互为例，其他数据报的交互类似

    ARP请求：


vxlan 封装三层报文 vxlan的封装_网络_03

    （1）VM1以广播的形式发送ARP请求

    （2）VTEP1把ARP请求报文被封装在IP多播报文中，并打上VXLAN标识为100

    （3）VTEP1在ip多播组内里进行多播

在
            本地VXLAN标识为100的虚拟局域内广播（这也是VXLAN ID的用武之地）

    （5）VM2接收到请求自己MAC的ARP请求后做出响应

    ARP响应：    

vxlan 封装三层报文 vxlan的封装_vxlan 封装三层报文_04

    （1）VM2准备ARP响应报文后向VM1发送响应报文

    （2）VTEP2接收到VM2的响应报文后把它封装在ip单播报文中（VXLAN标识依然为100），然 后向VM1发送单播

    （3）VTEP1接收到单播报文后，学习内层MAC到外层ip地址的映射，解封装并根据被封装内容              的目的MAC地址转发给VM1

    （4）VM1接收到ARP应答报文，ARP交互结束

6、VXLAN网络和非VXLAN网络连接

     必须使用VXLAN的网关才能把VXLAN网络和外部网络进行桥接和完成VXLAN ID和VLAN ID之间的映射和路由，和VLAN一样，虚拟局域网之间的通信需要三层设备的支持，即VXLAN虚拟局域网之间的通信也需要VXLAN路由的支持。同样，网关可由硬件或软件来实现。


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