VXLAN 通信過程
對於處於同一個VXLAN的兩臺虛擬終端，其通信過程可以概括為如下的步驟：
1. 發送方向接收方發送數據幀，幀中包含了發送方和接收方的虛擬MAC地址。
2. 發送方連接的VTEP節點收到了數據幀，通過查找發送方所在的VXLAN以及接收方所連接的VTEP節點，將該報文添加VXLAN首部、外部UDP首部、外部IP首部後，發送給目的VTEP節點。
3. 報文經過物理網絡傳輸到達目的VTEP節點。
4. 目的VTEP節點接收到報文後，拆除報文的外部IP首部和外部UDP首部，檢查報文的VNI以及內部數據幀的目的MAC地址，確認接收方與本VTEP節點相連後，拆除VXLAN首部，將內部數據幀交付給接收方。
5. 接收方收到數據幀，傳輸完成。
VXLAN網絡模型
從圖中可以發現，VXLAN網絡中出現了以下傳統數據中心網絡中沒有的新元素：
VTEP（VXLAN Tunnel Endpoints，VXLAN隧道端點）
VXLAN網絡的邊緣設備，是VXLAN隧道的起點和終點，VXLAN報文的相關處理均在這上面進行。總之，它是VXLAN網絡中絕對的主角。
VTEP既可以是獨立的網絡設備（比如華為的CE系列交換機），也可以是虛擬機所在的服務器。那它究竟是如何發揮作用的呢？答案稍候揭曉。
VNI（VXLAN Network Identifier，VXLAN 網絡標識符）
前文提到，以太網數據幀中VLAN只佔了12比特的空間，這使得VLAN的隔離能力在數據中心網絡中力不從心。而VNI的出現，就是專門解決這個問題的。
VNI是一種類似於VLAN ID的用戶標示，一個VNI代表了一個租戶，屬於不同VNI的虛擬機之間不能直接進行二層通信。VXLAN報文封裝時，給VNI分配了足夠的空間使其可以支持海量租戶的隔離。詳細的實現，我們將在後文中介紹。
VXLAN隧道
“隧道”是一個邏輯上的概念，它並不新鮮，比如大家熟悉的GRE。說白了就是將原始報文“變身”下，加以“包裝”，好讓它可以在承載網絡（比如IP網絡）上傳輸。
從主機的角度看，就好像原始報文的起點和終點之間，有一條直通的鏈路一樣。而這個看起來直通的鏈路，就是“隧道”。顧名思義，“VXLAN隧道”便是用來傳輸經過VXLAN封裝的報文的，它是建立在兩個VTEP之間的一條虛擬通道。
RFC7348中規定的VXLAN內部的載荷報文必須是以太網報文，這就限制了VXLAN協議的使用範圍。為了讓VXLAN能夠更廣泛的支持其他協議報文的Overlay傳輸，RFC草案正在探索VXLAN Generic Protocol Encapsulation （GPE）即VXLAN通用協議封裝。
GPE封裝使用了原FRC7348中規定的一些保留位。
• Version（Ver）：指示VXLAN GPE協議版本。初始值為0。
• Next Protocol Bit (P bit): 如果P位為1，則Next Protocol域有效。
• BUM Traffic Bit (B bit): 如果B位為1，則表示VXLAN內部的封裝報文為BUM報文。
• OAM Flag Bit (O bit): 如果O位為1，則表示VXLAN內部的封裝報文為OAM報文。
• Next Protocol: 8位。表示VXLAN內部的封裝報文的協議格式。
BUM（Broadcast, Unknown-unicast, Multicast）即廣播、未知單播、組播流量。根據對泛洪流量的複製方式不同可分為單播路由方式（頭端複製）和組播路由方式（核心複製）兩種。
在頭端複製方式下，VTEP負責複製報文，採用單播方式將複製後的報文通過本地接口發送給本地站點，並通過VXLAN隧道發送給VXLAN內的所有遠端VTEP。遠端VTEP收到VXLAN報文後，解封裝報文，將原始數據在本地站點的VXLAN內泛洪。
為避免環路，遠端VTEP從VXLAN隧道上接收到報文後，不會再將其泛洪到其他的VXLAN隧道。
VXLAN三層網關
VXLAN三層網關提供了VXLAN的三層轉發功能，通過將VXLAN關聯VSI虛接口（VXLAN虛接口）的方式實現，在VSI虛接口指定IP地址作為VXLAN內所有虛擬機的網關。
VXLAN三層網關的主要功能：
• 實現VXLAN內虛擬機與非VXLAN網絡的互訪
• 完成跨VXLAN的虛擬機互訪
VXLAN三層網關根據其部署方式不同，有集中式和分佈式兩種。
集中式網關，即網關都集中在Spine設備。所有跨VXLAN的流量，VXLAN與非VXLAN的互訪流量都需要經過Spine。集中式網關的優點是流量均會經過Spine設備，能比較容易實現流量控制、自動引流等功能。缺點是Spine設備壓力過大，不利於大規模部署。
在分佈式VXLAN 三層網關方案中，每臺VTEP設備都可以作為VXLAN IP網關，對本地站點的流量進行三層轉發。分佈式三層網關可以很好地解決流量集中而導致Spine設備壓力過大的問題，在組網上也可以做到靈活擴展。在分佈式網關組網中，Spine設備一般不是VTEP，僅為Underlay網絡的一部分，承擔普通IP報文的轉發功能。
VXLAN由於其簡單的數據平面，良好的兼容性，已經成為了當下SDN Overlay技術的最好選擇，但VXLAN未來還有很長的路要走。
比如探索VXLAN GPE封裝是一個方向，解決VXLAN隧道的QoS也是一個方向。而控制平面要做的更多，如何更好的實現按需定製，如何實現智能流量調整，如何更好的兼容異構設備等等。相信未來會給我們一個更好的答案。
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