VXLAN能解决哪些问题

1、服务器虚拟化技术，允许在物理机上运行多个MAC地址各不相同的虚拟机，随着数量的增加，交换机上的MAC地址表将剧烈膨胀，甚至需要MAC覆盖。
2、数据中心多以VLAN为虚拟机划分网络，但是VLAN数量受制于VLAN(802.1Q)协议4096，这远远满足不了现实的需求。
3、多租户环境的要求，其每个租户都有自己隔离的网络环境，导致物理网络中每个租户所分配的MAC地址和VLAN ID会存在重叠的可能。
4、Spanning Tree Protocol (STP)算法会产生大量多路路径冗余。
5、支持远距离虚拟机迁移，避免处理复杂的L2 (VLAN)网络环境。
6、ToR(Top of Rack) Switch链接着物理server，它记录着各个server/VM相的MAC地址映射表。当地址映射表满时，ToR就会停止学习新的地址，这样就会导致网络泛洪，直到有记录过期被换出，腾出空闲表项。

VXLAN介绍
VXLAN(Virtual eXtensible Local Area Network)是一种将二层报文用三层协议进行封装的技术，可以对二层网络在三层范围进行扩展。每个覆盖域被称为VXLAN segment，它的ID是由位于VXLAN数据包头中的VXLAN Network Identifier(VNI)标识的。VNI字段包含24 bits，故segments最大数量为2的24次方，约合16M个。并且只有在相同VXLAN segment内的虚拟机之间才可以相互通信。
根据VXLAN的封包方式，也可以将它看做一种隧道模式的网络覆盖技术，这种隧道是无状态的。隧道端点VTEP (VXLAN Tunnel End Point - an entity which originates and/or terminates VXLAN tunnels)，它一般位于拥有虚拟机的hypervisor宿主机中，因此VNI(VXLAN Network Identifier or VXLAN Segment ID)和VXLAN隧道只有VTEP可见，对于虚拟机是透明的，那么不同的VXLAN segment中就允许具有相同MAC地址的虚拟机。并且VTEP也可以位于物理交换机或物理主机中，甚至可以使用软件来定义。VTEP (单播时是两个VTEP或多播时是多个VTEP)之间完全是通过L3协议交互的，这也就意味着VTEP间可以由Router相连，而非类似于GRE模式的固定端到端隧道连接。

VXLAN 包转发流程

VXLAN 在 VTEP 间建立隧道，通过 Layer 3 网络传输封装后的 Layer 2 数据。
下面的例子演示了数据如何在 VXLAN 上传输：

图中 Host-A 和 Host-B 位于 VNI 10 的 VXLAN，通过 VTEP-1 和 VTEP-2 之间建立的 VXLAN 隧道通信。
数据传输过程如下：

 1、Host-A 向 Host-B 发送数据时，Host-B 的 MAC 和 IP 作为数据包的目标 MAC 和 IP，Host-A 的 MAC 作为数据包的源 MAC 和 IP，然后通过 VTEP-1 将数据发送出去。       

 2、VTEP-1 从自己维护的映射表中找到 MAC-B 对应的 VTEP-2，然后执行 VXLAN 封装，加上 VXLAN 头，UDP 头，以及外层 IP 和 MAC 头。此时的外层 IP 头，目标地址为 VTEP-2 的 IP，源地址为 VTEP-1 的 IP。同时由于下一跳是 Router-1，所以外层 MAC 头中目标地址为 Router-1 的 MAC。      

 3、数据包从 VTEP-1 发送出去后，外部网络的路由器会依据外层 IP 头进行包路由，最后到达与 VTEP-2 连接的路由器 Router-2。        

 4、Router-2 将数据包发送给 VTEP-2。VTEP-2 负责解封数据包，依次去掉外层 MAC 头，外层 IP 头，UDP 头 和 VXLAN 头。       

 VTEP-2 依据目标 MAC 地址将数据包发送给 Host-B。        

上面的流程我们看到 VTEP 是 VXLAN 的最核心组件，负责数据的封装和解封。 隧道也是建立在 VTEP 之间的，VTEP 负责数据的传送。

Linux 对 VXLAN 的支持

VTEP 可以由专有硬件来实现，也可以使用纯软件实现。 目前比较成熟的 VTEP 软件实现包括：

  1、带 VXLAN 内核模块的 Linux       

  2、Open vSwitch      

我们先来看 Linux 如何支持 VXLAN，Open vSwitch 方式将在后面章节讨论。

实现方式：

 1、Linux vxlan 创建一个 UDP Socket，默认在 8472 端口监听。      

 2、Linux vxlan 在 UDP socket 上接收到 vxlan 包后，解包，然后根据其中的 vxlan ID 将它转给某个 vxlan interface，然后再通过它所连接的 linux bridge 转给虚机。       

 3、Linux vxlan 在收到虚机发来的数据包后，将其封装为多播 UDP 包，从网卡发出。        

到这里，相信大家对 VXLAN 的原理已经有了大致的了解。 下节我们将学习如何在 Neutron 中配置和实施 VXLAN。

转自：http://www.cnblogs.com/CloudMan6/p/6034721.html