VxLAN 全稱是Visual eXtensible Local Area Network（虛擬擴(kuò)展本地局域網(wǎng)），從名字上就知道，這是一個(gè)VLAN的擴(kuò)展協(xié)議。VxLAN允許我們?cè)跀?shù)據(jù)中心為我們的虛擬機(jī)VM創(chuàng)建邏輯拓?fù)洹＝柚鶹xLAN，我們能夠在L3 層基礎(chǔ)架構(gòu)之上創(chuàng)建L2層網(wǎng)絡(luò)。

同時(shí)在數(shù)據(jù)中心場(chǎng)景，當(dāng)虛擬機(jī)需要部署在網(wǎng)絡(luò)的特定部分時(shí)，但這些虛擬機(jī)可能因?yàn)槿萘繂?wèn)題或主機(jī)故障而從一臺(tái)主機(jī)移動(dòng)到另一臺(tái)主機(jī)。在這種情況下，很明顯，虛擬機(jī)將保持其IP配置不變，這意味著它需要成為同一廣播域的一部分，即使它移動(dòng)到另一臺(tái)可能連接到另一臺(tái)訪問(wèn)交換機(jī)的主機(jī)上。

VxLAN封裝格式

VxLAN是MAC inUDP的網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù),所以其報(bào)文封裝是在原始以太報(bào)文之前添加了一個(gè)UDP封裝及VXLAN頭封裝。

下面我們根據(jù)上面的格式逐個(gè)介紹。

（1）VxLAN報(bào)頭（VxLAN Header）

其中：

• Flag：如果VNI有效，則僅設(shè)置“I”bit位標(biāo)志。所有其他bit位都保留用于該功能；

• VNI：VxLAN Network Identifier，VxLAN網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)符，是一個(gè)24 bit的字段，為我們提供了大約1600萬(wàn)個(gè)標(biāo)簽（標(biāo)準(zhǔn)定義中VLAN的數(shù)量只有4000個(gè)左右）。當(dāng)數(shù)據(jù)包在底層移動(dòng)時(shí)，VNI標(biāo)記保留在VXLAN報(bào)頭中。有兩種類型的VNI：

  1）L2 VNI是laver 2 VNI和VLAN (dot1q) 之間的直接鏈接，建議在L2 VNI和VLAN之間保持這種一對(duì)一的關(guān)系；

  2）L3 VNI是一個(gè)路由 VNI，當(dāng)流量在兩個(gè)不同的L3 VNI（子網(wǎng)）之間移動(dòng)時(shí)使用，因此這將具有關(guān)聯(lián)的IP，用于路由目的。

  在這里，L2 VNI是普通的VNI，用于VXLAN報(bào)文同子網(wǎng)的轉(zhuǎn)發(fā)；L3 VNI和VPN實(shí)例進(jìn)行關(guān)聯(lián)，用于VxLAN報(bào)文跨子網(wǎng)的轉(zhuǎn)發(fā)。

• Reserved：有2個(gè)保留位；8 bit和 24 bit。這兩個(gè)字段都設(shè)置為 0。

（2）外部UDP報(bào)頭（UDP Header）

上圖是外部UDP報(bào)頭，其源端口由VTEP提供。

• 目標(biāo)端口(Dest Port)：是眾所周知的UDP端口，即4789。可以通過(guò)配置更改目標(biāo)端口，因?yàn)閂xLAN的一些早期實(shí)現(xiàn)具有不同的目標(biāo)端口。當(dāng)需要與這些實(shí)現(xiàn)的互操作性時(shí)，就可能需要進(jìn)行更改。

• 源端口(Source Port)：則是使用內(nèi)部數(shù)據(jù)包中的字段哈希計(jì)算的。當(dāng)源和目標(biāo)VTEP之間有ECMP路徑時(shí)，此字段很有用。

（3）外部IP報(bào)頭（Outer IP Header）

外部IP報(bào)頭具有入口和出口節(jié)點(diǎn)的VTEP地址作為源和目標(biāo)IP地址。通常目的地址是單播地址。但也可以選擇將多播數(shù)據(jù)平面用于BUM流量。在這種情況下，目標(biāo)地址將是多播地址。

（4）外部以太報(bào)頭（Outer Ethernet Header）

它將傳出接口mac地址作為源，下一個(gè)節(jié)點(diǎn)的MAC地址作為目標(biāo)。當(dāng)然，它會(huì)逐跳更改。

基于其報(bào)文，從根本上說(shuō)，VxLAN提供了在基于第3層IP的基礎(chǔ)設(shè)施中隧道多個(gè)L2層網(wǎng)絡(luò)的機(jī)制。VxLAN基本用例是連接兩個(gè)或多個(gè)L3層網(wǎng)絡(luò)域，使它們看起來(lái)像一個(gè)公共第2層域。

在數(shù)據(jù)中心環(huán)境中，這將允許不同網(wǎng)絡(luò)上的虛擬機(jī)進(jìn)行通信，就好像它們?cè)谕粋€(gè)L2層子網(wǎng)中一樣。最后用一張圖來(lái)總結(jié)VxLAN的報(bào)文格式，如下圖所示。

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