概念

介绍

vxlan是一种基于三层封装的网络虚拟换技术，工作在数据平面，是一种将原始的二层以太网报文封装在UDP中，然后使用物理网络的ip和mac作为outer-header，在ip网络中转发二层数据的三层隧道封装技术。

目的

针对虚拟机规模受网络规格限制

VXLAN将虚拟机发出的数据包封装在UDP中，并使用物理网络的IP、MAC地址作为外层头进行封装，对网络只表现为封装后的参数。因此，极大降低了大二层网络对MAC地址规格的需求

2.针对网络隔离能力限制

VXLAN引入了类似VLAN ID的用户标识，称为VXLAN网络标识VNI（VXLAN Network Identifier），由24比特组成，支持多达16M的VXLAN段，从而满足了大量的用户标识。

3.针对虚拟机迁移范围受网络架构限制

VXLAN通过采用MAC in UDP封装来延伸二层网络，将以太报文封装在IP报文之上，通过路由在网络中传输，无需关注虚拟机的MAC地址。且路由网络无网络结构限制，具备大规模扩展能力、故障自愈能力、负载均衡能力。通过路由网络，虚拟机迁移不受网络架构限制。

VTEP

全称为（vxlan tunnel end points）隧道端点，用来完成vxlan数据报文的封装和解封装，也就是设备之间通过VTEP建立vxlan隧道。

NVE

network virtualiztion edge ，能够进行vxlan数据报文封装和解封装的实体物理设备或者软件都可称作NVE

VNI

virtual network identify，类似于vlan ID,用来区别不同的vxlan网络，VNI不同的vxlan网络不能二层互通。在分布式网关场景下，一个BD只能关联一个二层vxlan vni，三层vni需要和vpn实例关联，实现vxlan跨网段互通。

BD

bridge domain ,vxlan转发二层数据报文的广播域，是承载vxlan数据报文的实体。

VBDIF

类似于vlan interface，是基于BD创建的三层接口，给vxlan网络提供三层网关，实现不同vxlan之间的路由，以及实现vxlan和非vxlan之间的通信和外部网络的通信。

网关

1.二层网关：
用于实现租户相同vxlan vni之间二层报文的互通；

2.三层网关：
用户实现不同vxlan网络之间的互通，以及和外部网络的互通；

封装

原始的以太网报文进入vxlan隧道后，首先被封装vxlan头部，vxlan头部使用24bit的vni来区分不同的网络，然后使用UDP 4789端口将数据包封装进传输层，在使用VTEP地址对数据包进行三层ip封装，最后封装本条链路的源末mac地址，完成数据包的封装。

报文封装格式：

vxlan报文封装.png

报文封装解封装流程：

描述：
带有vlan tag的报文进入关联了vxlan BD的接口后，首先检查报文所带的vlan ID，如果vlan ID和接口配置匹配，则将vlan ID剥离后进行vxlan封装，封装完成后再ip网络上传输，报文到达vxlan隧道VTEP后，VTEP将vxlan数据报文解封装，得到数据报文vxlan头部的vni，通过vni和BD的关联关系，找到报文发出接口，如果报文发出接口要求添加vlan tag，则在添加相应的vlan tag后将报文从接口发出。

图示：

vxlan封装流程图.jpg

说明：
报文从PC1发出后带有vlan tag10，VTEP收到带有vlan tag10的报文后将其vlan tag10剥离，然后封装vxlan头部后重新封装ip头部和以太网头部后在ip fabric网络中传输，数据报文到达VTEP2后，VTEP2将数据解包后得到vxlan vni5010，然后将vxlan数据包头剥离后发送到PC2的接入端口，同时打上vlan tag20的标签。
由此可见，PC在和VTEP之间的链路转发的是vlan tag封装的报文，在vxlan隧道中vlan tag报文将终止，转发的是vxlan数据报文，所以同一网段在不同VTEP的接入服务器可以是不同的vlan，或者是untag都没有问题。