上一節我們介紹了 VXLAN 的封裝格式以及 VTEP。
今天我們將通過例子討論 VXLAN 封裝和轉發包的過程,以及 Linux 對 VXLAN 的原生支持。
VXLAN 包轉發流程
VXLAN 在 VTEP 間建立隧道,通過 Layer 3 網絡傳輸封裝后的 Layer 2 數據。
下面的例子演示了數據如何在 VXLAN 上傳輸:
圖中 Host-A 和 Host-B 位於 VNI 10 的 VXLAN,通過 VTEP-1 和 VTEP-2 之間建立的 VXLAN 隧道通信。
數據傳輸過程如下:
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Host-A 向 Host-B 發送數據時,Host-B 的 MAC 和 IP 作為數據包的目標 MAC 和 IP,Host-A 的 MAC 作為數據包的源 MAC 和 IP,然后通過 VTEP-1 將數據發送出去。
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VTEP-1 從自己維護的映射表中找到 MAC-B 對應的 VTEP-2,然后執行 VXLAN 封裝,加上 VXLAN 頭,UDP 頭,以及外層 IP 和 MAC 頭。此時的外層 IP 頭,目標地址為 VTEP-2 的 IP,源地址為 VTEP-1 的 IP。同時由於下一跳是 Router-1,所以外層 MAC 頭中目標地址為 Router-1 的 MAC。
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數據包從 VTEP-1 發送出去后,外部網絡的路由器會依據外層 IP 頭進行包路由,最后到達與 VTEP-2 連接的路由器 Router-2。
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Router-2 將數據包發送給 VTEP-2。VTEP-2 負責解封數據包,依次去掉外層 MAC 頭,外層 IP 頭,UDP 頭 和 VXLAN 頭。
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VTEP-2 依據目標 MAC 地址將數據包發送給 Host-B。
上面的流程我們看到 VTEP 是 VXLAN 的最核心組件,負責數據的封裝和解封。 隧道也是建立在 VTEP 之間的,VTEP 負責數據的傳送。
Linux 對 VXLAN 的支持
VTEP 可以由專有硬件來實現,也可以使用純軟件實現。 目前比較成熟的 VTEP 軟件實現包括:
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帶 VXLAN 內核模塊的 Linux
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Open vSwitch
我們先來看 Linux 如何支持 VXLAN,Open vSwitch 方式將在后面章節討論。
實現方式:
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Linux vxlan 創建一個 UDP Socket,默認在 8472 端口監聽。
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Linux vxlan 在 UDP socket 上接收到 vxlan 包后,解包,然后根據其中的 vxlan ID 將它轉給某個 vxlan interface,然后再通過它所連接的 linux bridge 轉給虛機。
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Linux vxlan 在收到虛機發來的數據包后,將其封裝為多播 UDP 包,從網卡發出。
到這里,相信大家對 VXLAN 的原理已經有了大致的了解。 下節我們將學習如何在 Neutron 中配置和實施 VXLAN。