Vxlan 原理

https://www.gitbook.com/book/yeasy/openstack_understand_neutron/details

自己总结一下：

分析 VTEP的情况， 即Vxlan跟VXLAN通信的情况（非SDN的情况下）。

VXLAN 在linux下可以使用 ovs支持，也可以使用linux-bridge支持。

张华的博客 http://blog.csdn.net/quqi99/article/details/9170109， 好像也是IBMer， 写了很多网络相关的博客。

基本原理： L2 in L4的原理。

在不同host上的VM 通信， ARP通过所在的host的VTEP（用来封包解包记录流表）封包(UDP)完之后， 进行IP组播， 整个网络中，在同一IP组播内的VTEP收到广播后，解包。

然后发给VM，VM 进行ARP响应。

流表格式 【(VNI，内层MAC1，外层vtep_ip)，(VNI，内层MAC2，外层vtep_ip)】。

以后的通信，通过流表，根据 目地VM的MAC地址，源VETP找到对应目的VTEP的IP地址 行封包， 目的VTEP进行解包。

具体查看。

http://network.51cto.com/art/201312/425388.htm

VTEP负责原始以太报文的VXLAN封装和解封装，可以是虚拟交换机，也可以是物理交换机. 在openstack中， 通常是ovs提供该功能。

VXLAN GW除了具备VTEP的功能外，还负责VLAN报文与VXLAN报文之间的映射和转发，主要以物理交换机为主。

VXLAN IP GW具有VXLAN GW的所有功能，此外，还负责处理不同VXLAN之间的报文通信，同时也是数据中心内部服务向往发布业务的出口，主要以高性能物理交换机为主。

 VxlanARP请求

(1) vxlan初始化

VM1和VM2连接到VXLAN网络(VNI)100，两个VXLAN主机加入IP多播组239.119.1.1

(2) ARP请求

1) VM1以广播的形式发送ARP请求;

2) VTEP1封装报文。打上VXLAN标识为100，外层IP头DA为IP多播组(239.119.1.1)，SA为IP_VTEP1.

3) VTEP1在多播组内进行多播;

4) VTEP2解析接收到多播报文。填写流表(VNI, 内层mac地址，外层Ip地址)，并在本地VXLAN标识为100的范围内

广播(是VXLAN的用武之地)。

5) VM2对接收到的ARP请求进行响应;

(3) ARP应答

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

四：数据传输

(1) ARP请求应答之后，VM1知道了VM2的Mac地址，并且要向VM2通信(注意，VM1是以TCP的方法向VM2发送数据的)。

VTEP1 收到VM1发送数据包，用MAC地址从流表中检查VM1与VM2是否属于用一个VNI。两个VM不但位于同一个VNI中(不在同一个VNI中出网关)，并且VTEP1已经知道了VM2的所有地址信息(MAC和VTEP2_IP)。VTEP1封装新的数据包。然后交给上联交换机。

(2) 上联交换机收到服务器发来的UDP包，对比目的IP地址和自己的路由表，然后将数据报转发给相应的端口。

(3) 目的VTEP收到数据包后检查器VNI，如果UDP报中VNI与VM2的VNI一致，则将数据包解封装后交给VM2进一步处理。至此一个数据包传输完成。整个Vxlan相关的行为(可能穿越多个网关)对虚拟机来说是透明的，虚拟机不会感受传输的过程。虽然VM1与VM2之间启动了TCP来传输数据，但数据包一路上实际是以UDP的形式被转发，两端的VTEP并不会检查数据是否正确或者顺序是否完整，所有的这些工作都是在VM1和VM2在接收到解封装的TCP包后完成的。也就是说如果说如果被UDP封装的是TCP连接，那么UDP和TCP将做为两个独立的协议栈各自工作，相互之间没有交互。

五：Vxlan网关

如果需要VXLAN网络和非VXLAN网络连接，必须使用VXLAN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，VXLAN网络之间的通信也需要三层设备的支持，即VXLAN路由的支持。同样VXLAN网关可由硬件和软件来实现。从封装的结构上来看，VXLAN提供了将二层网络overlay在三层网络上的能力，VXLAN Header中的VNI有24个bit，数量远远大于4096，并且UDP的封装可以穿越三层网络，比VLAN有更好的扩展性。