交换机VXLAN知识小结-摩杜云开发者社区

VXLAN（Virtual eXtensible Local Area Network，虚拟扩展局域网），是由IETF定义的NVO3（Network Virtualization over Layer 3）标准技术之一，是对传统VLAN协议的一种扩展。VXLAN的特点是将L2的以太帧封装到UDP报文（即L2 over L4）中，并在L3网络中传输。

VXLAN本质上是一种隧道技术，在源网络设备与目的网络设备之间的IP网络上，建立一条逻辑隧道，将用户侧报文经过特定的封装后通过这条隧道转发。

VXLAN的优点：

1、解决了VLAN ID 数量上的限制

2、解决了交换机 MAC 地址表内存上的限制

3、解决了虚机或容器迁移范围受限

VXLAN报文格式：

交换机VXLAN知识小结_封装

Outer MAC：14~18字节，封装外层以太头。其中，源MAC地址（Src. MAC Addr.）为源VM所属VTEP的MAC地址，目的MAC地址（Dst. MAC Addr.）为到达目的VTEP的路径中下一跳设备的MAC地址

Outer IP：20字节，封装外层IP头。其中，源IP地址（Outer Src. IP）为源VM所属VTEP的IP地址，目的IP地址（Outer Dst. IP）为目的VM所属VTEP的IP地址

UDP Header：8字节，VXLAN头和原始以太帧一起作为UDP的数据。UDP头中，目的端口号（VXLAN Port）固定为4789，源端口号（UDP Src. Port）是原始以太帧通过(mac、ip、四层端口号)哈希算法计算后的值

VXLAN Header：增加VXLAN头（8字节），其中包含24比特的VNI字段，用来定义VXLAN网络中不同的租户。此外，还包含VXLAN Flags（8比特，取值为00001000）和两个保留字段（分别为24比特和8比特）

VXLAN中MTU的问题：

需要注意 MTU 的问题，传统网络 MTU 一般为 1500，这里加上 VXLAN 的封装多出的（36+14/18，对于 14 的情况为 access 口，省去了 4 字节的 VLAN Tag）50 或 54 字节，需要调整 MTU 为 1550 或 1554，防止频繁分包

VXLAN常见名称解析：

NVE: 网络虚拟化边缘（接口)，只能在三层设备上配置，可以是物理网络边缘，也可以是虚拟网络，可以是二层转发，也可以是三层转发。

VNI：vxlan network ID 虚拟网络标识，一种类似于VLAN ID，整个vxlan传递中有效，不同VNI虚拟机之间不能直接进行二层通信

VTEP: vxlan tunnel end points(vxlan隧道端点设备)，vxlan网络的边缘设备是vxlan隧道的起点和终点，vxlan对原始数据的封装和解封装均在VTEP上进行，VTEP上的接口不是物理接口，而是一个叫做“二层子接口”的逻辑接口。

二层子接口主要做两件事：

1、根据配置来检查哪些报文需要进入VXLAN隧道；

2、判断对检查通过的报文做怎样的处理

BD: 桥接域，相当于本地vlan编号，该编号只是在本地有效

BD和vlan关联的方式有2种：

1、在BD下绑定vlan，但只能绑定单个vlan

2、在子接口下绑定BD，不同子接口的vlan可以不同，但可以绑定相同的BD

流封装类型有4种：

dot1q：对于带有一层VLAN Tag的报文，该类型接口只接收与指定VLAN Tag匹配的报文；对于带有两层VLAN Tag的报文，该类型接口只接收外层VLAN Tag与指定VLAN Tag匹配的报文。

untag：该类型接口只接收不带VLAN Tag的报文。

qinq：该类型接口只接收带有指定两层VLAN Tag的报文。

default：允许接口接收所有报文，不区分报文中是否带VLAN Tag。不论是对原始报文进行VXLAN封装，还是解封装VXLAN报文，该类型接口都不会对原始报文进行任何VLAN Tag处理，包括添加、替换或剥离。

VXLAN对流量的处理方式：

已知单播：VTEP收到已知单播报文时，会根据VTEP上的MAC表来确定报文要从哪条VXLAN隧道走

BUM：VTEP收到BUM（Broadcast&Unknown-unicast&Multicast，广播&未知单播&组播）报文时，会将报文复制并发送给Peer List中所列的所有对端VTEP（这就好比广播报文在VLAN内广播）

VXLAN隧道生成方式：

1、手工方式（静态隧道）：手工配置隧道接口，并指定隧道的源和目的IP地址分别为本端VTEP和远端VTEP的IP地址。

2、自动方式（动态隧道）：通过EVPN（Ethernet Virtual Private Network，以太网虚拟专用网络）发现远端VTEP后，自动在本端VTEP和远端VTEP之间建立VXLAN隧道

VXLAN网关种类：

1、VXLAN二层网关：用于VXLAN网络相同子网通信。

2、VXLAN三层网关：用于VXLAN网络不同子网通信以及访问外部网络。

3、集中式网关：将三层网关集中部署在一台VTEP设备上，所有跨子网的流量都经过这个三层网关转发

优点：实现流量的集中管理

缺点：造成数据包转发存在次优路径，网关存在单点故障，网关需要维护主机的MAC地址信息和ARP信息，对设备表项容量要求比较高，容易存在瓶颈

解决方法：针对集中式网关的缺点，可以通过配置多组双活网关的方式实现网关的表项瓶颈和带宽瓶颈

4、分布式网关：是把所有VXLAN大二层网络的虚拟机网关设置在该CE边缘设备，这样网络中存在多个网关，终端以最近的CE设备作为自己的网关，同时多个网关之间通过EVPN协议实现ARP和MAC表项的同步（主要是主机路由的传递）

优点：终端以最近的CE设备作为自己的网关；每个网关只需要学习自己分支下所有的ARP表项

缺点：部署复杂，网络流量的管理比较麻烦

案例配置：华为S12800

集中式网关配置：

交换机VXLAN知识小结_IP_02

1、配置CE1、CE2、CE3的接口IP信息

[CE1]interface GE 1/0/0
[CE1-GE1/0/0]undo portswitch  
[CE1-GE1/0/0]ip address 12.1.1.1 24
[CE1-GE1/0/0]undo shutdown
[CE1]interface GE 1/0/1
[CE1-GE1/0/1]undo portswitch  
[CE1-GE1/0/1]ip address 13.1.1.1 24
[CE1-GE1/0/1]undo shutdown
[CE1]interface LoopBack 0
[CE1-LoopBack0]ip address 1.1.1.1 32
[CE2]interface GE 1/0/0
[CE2-GE1/0/0]undo portswitch  
[CE2-GE1/0/0]ip address 12.1.1.2 24
[CE2-GE1/0/0]undo shutdown
[CE2]interface LoopBack 0
[CE2-LoopBack0]ip address 2.2.2.2 32
[CE3]interface GE 1/0/0
[CE3-GE1/0/0]undo portswitch  
[CE3-GE1/0/0]ip address 13.1.1.3 24
[CE3-GE1/0/0]undo shutdown
[CE3]interface LoopBack 0
[CE3-LoopBack0]ip address 3.3.3.3 32

2、配置ospf协议保证三层IP互通

[CE1]ospf 1 router-id 1.1.1.1
[CE1-ospf-1]area 0
[CE1-ospf-1-area-0.0.0.0]network 0.0.0.0 255.255.255.255
[CE2]ospf 1 router-id 2.2.2.2
[CE2-ospf-1]area 0
[CE2-ospf-1-area-0.0.0.0]network 0.0.0.0 255.255.255.255
[CE3]ospf 1 router-id 3.3.3.3
[CE3-ospf-1]area 0
[CE3-ospf-1-area-0.0.0.0]network 0.0.0.0 255.255.255.255

3、配置CE1、CE2、CE3的BD域，在BD域下绑定vni和在网关设备上配置vbdif接口

[CE1]bridge-domain 1000
[CE1-bd1000]vxlan vni 1000
[CE1]interface Vbdif 1000
[CE1-Vbdif1000]ip address 192.168.10.1 24
[CE1]bridge-domain 2000
[CE1-bd1000]vxlan vni 2000
[CE1]interface Vbdif 2000
[CE1-Vbdif2000]ip address 192.168.20.1 24
[CE2]bridge-domain 1000
[CE2-bd1000]vxlan vni 1000
[CE2]bridge-domain 2000
[CE2-bd2000]vxlan vni 2000
[CE3]bridge-domain 1000
[CE3-bd1000]vxlan vni 1000
[CE3]bridge-domain 2000
[CE3-bd2000]vxlan vni 2000

4、配置VXLAN隧道和VTEP的二层子接口

[CE1]interface Nve 1
[CE1-Nve1]source 1.1.1.1
[CE1-Nve1]vni 1000 head-end peer-list 2.2.2.2 3.3.3.3
[CE1-Nve1]vni 2000 head-end peer-list 2.2.2.2 3.3.3.3
[CE2]interface Nve 1
[CE2-Nve1]source 2.2.2.2
[CE2-Nve1]vni 1000 head-end peer-list 1.1.1.1
[CE2-Nve1]vni 2000 head-end peer-list 1.1.1.1
[CE2]interface GE 1/0/1.10 mode l2
[CE2-GE1/0/1.10]encapsulation dot1q vid 10
[CE2-GE1/0/1.10]bridge-domain 1000
[CE2]interface GE 1/0/1.20 mode l2
[CE2-GE1/0/1.20]encapsulation dot1q vid 20
[CE2-GE1/0/1.20]bridge-domain 2000
[CE3]interface Nve 1
[CE3-Nve1]source 3.3.3.3
[CE3-Nve1]vni 1000 head-end peer-list 1.1.1.1
[CE3-Nve1]vni 2000 head-end peer-list 1.1.1.1
[CE3]interface GE 1/0/1.10 mode l2
[CE3-GE1/0/1.10]encapsulation dot1q vid 10
[CE2-GE1/0/1.10]bridge-domain 1000
[CE3]interface GE 1/0/1.20 mode l2
[CE3-GE1/0/1.20]encapsulation dot1q vid 20
[CE3-GE1/0/1.20]bridge-domain 2000

5、LSW1和LSW2交换机配置

[LSW1]interface Ethernet0/0/1 
[LSW1-Ethernet0/0/1 ]port link-type trunk
[LSW1-Ethernet0/0/1 ]port trunk allow-pass vlan all
[LSW2]interface Ethernet0/0/1 
[LSW2-Ethernet0/0/1 ]port link-type trunk
[LSW2-Ethernet0/0/1 ]port trunk allow-pass vlan all

查看vxlan中的vni

display vxlan vni

查看vxlan的peer

display vxlan peer

查看vxlan隧道

display vxlan tunnel

分布式网关部署：

交换机VXLAN知识小结_封装_03

1、配置CE1-CE3使用OSPF实现三层互联互通

[ce1]ospf 1 router-id 1.1.1.1
[ce1-ospf-1]area 0
[ce1-ospf-1-area-0.0.0.0]quit
[ce1-ospf-1]quit
[ce1]interface  g1/0/0
[ce1-ge1/0/0]undo shutdown
[ce1-ge1/0/0]undo portswitch
[ce1-ge1/0/0]ip address 192.168.12.1 255.255.255.0
[ce1-ge1/0/0]ospf enable 1 area 0
[ce1-ge1/0/0]interface loopback 0 
[ce1-loopback1]ip address 1.1.1.1 255.255.255.255
[ce1-loopback1]ospf enable 1 area 0
[ce1-loopback1]interface g1/0/1
[ce1-ge1/0/1]undo shutdown
[ce1-ge1/0/1]undo portswitch
[ce1-ge1/0/1]ip address 192.168.13.1 255.255.255.255
[ce1-ge1/0/1]ospf enable 1 area 0
[ce1-ge1/0/1]quit
[ce1]commit
[ce2]ospf 1 router-id 2.2.2.2
[ce2-ospf-1]area 0
[ce2-ospf-1-area-0.0.0.0]quit
[ce2-ospf-1]quit
[ce2]interface  g1/0/0
[ce2-ge1/0/0]undo shutdown
[ce2-ge1/0/0]undo portswitch
[ce2-ge1/0/0]ip address 192.168.12.2 255.255.255.0
[ce2-ge1/0/0]ospf enable 1 area 0
[ce2-ge1/0/0]interface loopback 0 
[ce2-loopback1]ip address 2.2.2.2 255.255.255.255
[ce2-loopback1]ospf enable 1 area 0
[ce2-loopback1]quit
[ce2]commit
[ce3]ospf 1 router-id 3.3.3.3
[ce3-ospf-1]area 0
[ce3-ospf-1-area-0.0.0.0]quit
[ce3-ospf-1]quit
[ce3]interface  g1/0/0
[ce3-ge1/0/0]undo shutdown
[ce3-ge1/0/0]undo portswitch
[ce3-ge1/0/0]ip address 192.168.13.3 255.255.255.0
[ce3-ge1/0/0]ospf enable 1 area 0
[ce3-ge1/0/0]interface loopback 0
[ce3-loopback1]ip address 3.3.3.3 255.255.255.255
[ce3-loopback1]ospf enable 1 area 0
[ce3-loopback1]quit
[ce3]commit

2、配置vxlan隧道模式，并使能vxlan的acl扩展功能

ip tunnel mode vxlan \\配置隧道模式为vxlan
assign forward nvo3 acl extend enable \\使能vxlan的ACL扩展功能，以防ACL叠加失败
配置注意点：
此处模拟器不支持配置命令，实际环境还是要配置的，配置命令后交换机需要重启

3、配置LSW1 LSW2接入交换机vlan、trunk

[lsw1]vlan 10
[lsw1-vlan10]quit
[lsw1]vlan 20
[lsw1-vlan20]quit
[lsw1]interface  e0/0/2
[lsw1-ethernet0/0/2]port link-type access
[lsw1-ethernet0/0/2]port default vlan 10
[lsw1-ethernet0/0/2]interface  e0/0/3
[lsw1-ethernet0/0/3]port link-type access
[lsw1-ethernet0/0/3]port default vlan 20
[lsw1-ethernet0/0/3]interface  e0/0/1
[lsw1-ethernet0/0/1]port link-type trunk
[lsw1-ethernet0/0/1]port trunk allow-pass vlan all
[lsw2]vlan 20
[lsw2-vlan20]quit
[lsw2]interface  e0/0/2
[lsw2-ethernet0/0/2]port link-type access
[lsw2-ethernet0/0/2]port default vlan 20
[lsw2-ethernet0/0/2]interface  e0/0/1
[lsw2-ethernet0/0/1]port link-type trunk
[lsw2-ethernet0/0/1]port trunk allow-pass vlan all

4、配置vxlan业务接入点，配置PC1 PC2 PC3所连交换机端口vxlan功能

[ce2]vlan 10
[ce2-vlan10]quit
[ce2]vlan 20
[ce2-vlan20]quit
[ce2]commit
[ce2]bridge-domain 10
[ce2-bd10]quit
[ce2]bridge-domain 20
[ce2-bd20]quit
[ce2]interface g1/0/1
[ce2-ge1/0/1]undo shutdown
[ce2-ge1/0/1]interface g1/0/1.1 mode l2
[ce2-ge1/0/1.1]encapsulation dot1q vid 10
[ce2-ge1/0/1.1]bridge-domain 10
[ce2-ge1/0/1.1]interface g1/0/1.2 mode l2
[ce2-ge1/0/1.2]encapsulation dot1q vid 20
[ce2-ge1/0/1.2]bridge-domain 20
[ce2-ge1/0/1.2]quit
[ce2]commit
[ce3]vlan 20
[ce3-vlan20]quit
[ce3]bridge-domain 20
[ce3-bd20]quit
[ce3]interface g1/0/1
[ce3-ge1/0/1]undo shutdown
[ce3-ge1/0/1]interface g1/0/1.1 mode l2
[ce3-ge1/0/1.1]encapsulation dot1q vid 20
[ce3-ge1/0/1.1]bridge-domain 20
[ce3-ge1/0/1.1]quit
[ce3]commit

5、使能EVPN作为vxlan控制平面功能

[ce1]evpn-overlay enable
[ce1]commit
[ce2]evpn-overlay enable
[ce2]commit
[ce3]evpn-overlay enable
[ce3]commit

6、配置BGP EVPN对等体关系

[ce2]bgp 1
[ce2-bgp]router-id 2.2.2.2
[ce2-bgp]peer 3.3.3.3 as-number 1
[ce2-bgp]peeer 3.3.3.3 connect-interface loopback0
[ce2-bgp]l2vpn-family evpn
[ce2-bgp-af-evpn]peer 3.3.3.3 enable
[ce2-bgp-af-evpn]quit
[ce2-bgp]quit
[ce2]commit
[ce3]bgp 1
[ce3-bgp]router-id 3.3.3.3
[ce3-bgp]peer 2.2.2.2 as-number 1
[ce3-bgp]peeer 2.2.2.2 connect-interface 3.3.3.3
[ce3-bgp]l2vpn-family evpn
[ce3-bgp-af-evpn]peer 2.2.2.2 enable
[ce3-bgp-af-evpn]quit
[ce3-bgp]quit
[ce3]commit

7、配置EVPN实例

[ce2]bridge-domain 10
[ce2-bd10]vxlan vni 1
[ce2-bd10]evpn
[ce2-bd10-evpn]route-distinguisher 1:1
[ce2-bd10-evpn]vpn-target 1:1 both
[ce2-bd10-evpn]vpn-target 1:10 export-extcommunity
[ce2-bd10-evpn]quit
[ce2-bd10]quit
[ce2]bridge-domain 20
[ce2-bd20]vxlan vni 2
[ce2-bd20]evpn
[ce2-bd20-evpn]route-distinguisher 1:3
[ce2-bd20-evpn]vpn-target 2:2 both
[ce2-bd20-evpn]vpn-target 1:10 export-extcommunity
[ce2-bd20-evpn]quit
[ce2-bd20]quit
[ce2]commit
[ce3]bridge-domain 20
[ce3-bd20]vxlan vni 2
[ce3-bd20]evpn
[ce3-bd20-evpn]route-distinguisher 1:5
[ce3-bd20-evpn]vpn-target 2:2
[ce3-bd20-evpn]vpn-target 1:10 export-extcommunity
[ce3-bd20-evpn]quit
[ce3-bd20]quit
[ce3]commit

8、配置头端复制列表

[ce2]interface nve1
[ce2-nve1]source 2.2.2.2
[ce2-nve1]vni 1 head-end peer-list protocol bgp
[ce2-nve1]vni 2 head-end peer-list protocol bgp
[ce2-nve1]quit
[ce2]commit
[ce3]interface nve1
[ce3-nve1]source 3.3.3.3
[ce3-nve1]vni 2 head-end peer-list protocol bgp
[ce3-nve1]quit
[ce3]commit

9、配置VPN实例

[ce2]ip vpn-instance bd10
[ce2-vpn-instance-bd10]vxlan vni 10
[ce2-vpn-instance-bd10]ipv4-family
[ce2-vpn-instance-bd10-af-ipv4]route-distinguisher 1:2
[ce2-vpn-instance-bd10-af-ipv4]vpn-target 1:10 evpn
[ce2-vpn-instance-bd10-af-ipv4]quit
[ce2-vpn-instance-bd10]quit
[ce2]commit
[ce3]ip vpn-instance bd10
[ce3-vpn-instance-bd10]vxlan vni 10
[ce3-vpn-instance-bd10]ipv4-family
[ce3-vpn-instance-bd10-af-ipv4]route-distinguisher 1:6
[ce3-vpn-instance-bd10-af-ipv4]vpn-target 1:10 evpn
[ce3-vpn-instance-bd10-af-ipv4]quit
[ce3-vpn-instance-bd10]quit
[ce3]commit

10、配置VBDIF并绑定VPN实例，配置发布路由类型

[ce2]interface vbdif 10
[ce2-vbdif10]ip binding vpn-instance bd10
[ce2-vbdif10]ip address 10.1.1.254 255.255.255.0
[ce2-vbdif10]vxlan anycast-gateway enable
[ce2-vbdif10]arp collect host enable
[ce2-vbdif10]quit
[ce2]interface vbdif 20
[ce2-vbdif20]ip binding vpn-instance bd10
[ce2-vbdif20]ip address 10.2.2.254 255.255.255.0
[ce2-vbdif20]mac-address 0000-5e00-0006
[ce2-vbdif20]vxlan anycast-gateway enable
[ce2-vbdif20]arp collect host enable
[ce2-vbdif20]quit
[ce2]commit
[ce3]interface vbdif 20
[ce3-vbdif20]ip binding vpn-instance bd10
[ce3-vbdif20]ip address 10.2.2.254 255.255.255.0
[ce3-vbdif20]mac-address 0000-5e00-0006
[ce3-vbdif20]vxlan anycast-gateway enable
[ce3-vbdif20]arp collect host enable
[ce3-vbdif20]quit
[ce3]commit

11、配置BGP对等体路由类型

ce2]bgp 1
[ce2-bgp]l2vpn-family evpn
[ce2-bgp-af-evpn]peer 3.3.3.3 advertise irb
[ce2-bgp-af-evpn]quit
[ce2-bgp]quit
[ce2]commit
[ce3]bgp 1
[ce3-bgp]l2vpn-family evpn
[ce3-bgp-af-evpn]peer 2.2.2.2 advertise irb
[ce3-bgp-af-evpn]quit
[ce3-bgp]quit
[ce3]commit

BGP EVPN对等体关系状态查看

display bgp evpn peer

查看主机路由信息

display ip routing-table vpn-instance db10

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