vxlan学习（一）----------分布式VXLAN IP网关

. 简介

图3-5 分布式VXLANIP网关示意图

 

采用集中式VXLANIP网关方案时，不同VXLAN之间的流量以及VXLAN访问外界网络的流量全部由集中式VXLAN IP网关处理，网关压力较大，并加剧了网络带宽资源的消耗。如图3-5所示，在分布式VXLAN IP网关方案中，每台VTEP设备都可以作为VXLAN IP网关，对本地站点的流量进行三层转发，很好地缓解了网关的压力。

图3-6 分布式VXLANIP网关部署示意图

 

如图3-6所示，在分布式VXLAN IP网关组网中，所有的分布式VXLAN IP网关（GW）上都需要创建VSI虚接口，并为不同GW上的相同VSI虚接口配置相同的IP地址，作为VXLAN内虚拟机的网关地址。在分布式VXLAN IP网关上还需要开启本地代理ARP功能。边界网关（Border）上也需要创建VSI虚接口，并配置IP地址。

采用分布式VXLANIP网关组网方案时，三层流量通过查找ARP表项进行三层转发。

2. 相同VXLAN内不同站点的虚拟机通信过程

如图3-6所示，以VM 1访问VM 4为例，相同VXLAN内不同站点的虚拟机的通信过程为：

(1)     VM 1广播发送ARP请求消息，获取VM 4的MAC地址。

(2)     GW 1收到ARP请求消息后，学习VM 1的ARP信息，并代理应答该ARP请求，即：向VM 1发送ARP应答消息，应答的MAC地址为VSI虚接口10的MAC地址。

(3)     VM 1学习到VM 4的MAC地址为GW 1上VSI虚接口10的MAC地址。

(4)     GW 1将接收到的ARP请求消息中的源MAC地址修改为VSI虚接口10的MAC地址，对该消息进行VXLAN封装后，将其发送给VXLAN内的所有远端VTEP。

(5)     GW 2对VXLAN报文进行解封装后，学习VM 1的ARP信息（IP为10.1.1.11、MAC为GW 1上VSI虚接口10的MAC、出接口为接收该VXLAN报文的Tunnel接口），并将ARP请求消息中的源MAC修改为本地VSI虚接口10的MAC地址，在VXLAN 10的本地站点内进行广播。

(6)     VM 4收到ARP请求后，学习VM 1的ARP信息（IP为10.1.1.11、MAC为GW 2上VSI虚接口10的MAC），并发送ARP应答消息给本地网关GW 2。

(7)     GW 2从VM 4收到ARP应答消息后，学习VM 4的ARP信息，将ARP应答消息中的源MAC修改为本地VSI虚接口10的MAC地址，并根据已经学习到的ARP表项，为ARP应答消息添加VXLAN封装后发送给GW 1。

(8)     GW 1对VXLAN报文进行解封装后，根据收到的ARP应答消息学习VM 4的ARP信息（IP为10.1.1.12、MAC为GW 2上VSI虚接口10的MAC、出接口为接收该VXLAN报文的Tunnel接口）。

(9)     通过上述步骤完成ARP信息的学习后，VM 1发送给VM 4的报文，根据已经学习到的ARP信息进行转发：首先发送给GW 1；GW 1对其进行VXLAN封装后，将其发送给GW 2；GW 2解封装后，将其发送给VM 4。

3. 不同VXLAN间不同站点的虚拟机通信过程

如图3-6所示，以VM 1访问VM 5为例，不同VXLAN的虚拟机的通信过程为：

(1)     VM 1广播发送ARP请求消息，获取网关10.1.1.1的MAC地址。

(2)     GW 1收到ARP请求消息后，学习VM 1的ARP信息，并向VM 1发送ARP应答消息，应答的MAC地址为VSI虚接口10的MAC地址。

(3)     VM 1将访问VM 5的报文发送给GW 1。

(4)     GW 1在所有VXLAN内向本地站点和远端站点广播发送ARP请求，获取VM5的MAC地址。ARP请求消息中的源IP地址为20.1.1.1、源MAC地址为本地VSI虚接口20的MAC地址。

(5)     GW 2从VXLAN隧道上接收到VXLAN报文，对其进行解封装后，学习GW 1的ARP信息（IP为20.1.1.1、MAC为GW 1上VSI虚接口20的MAC、出接口为接收该VXLAN报文的Tunnel接口），并将ARP请求消息中的源MAC修改为本地VSI虚接口20的MAC地址，在VXLAN 20的本地站点内广播该ARP请求消息。

(6)     VM 5收到ARP请求后，学习GW 2的ARP信息（IP为20.1.1.1、MAC为GW 2上VSI虚接口20的MAC），并发送ARP应答消息给本地网关GW 2。

(7)     GW 2从VM 5收到ARP应答消息后，学习VM 5的ARP信息，将ARP应答消息中的源MAC修改为本地VSI虚接口20的MAC地址，并根据已经学习到的ARP表项，为ARP应答消息添加VXLAN封装后发送给GW 1。

(8)     GW 1对VXLAN报文进行解封装后，根据收到的ARP应答消息学习VM 5的ARP信息（IP为20.1.1.12、MAC为GW 2上VSI虚接口20的MAC、出接口为接收该VXLAN报文的Tunnel接口）。

(9)     通过上述步骤完成ARP信息的学习后，VM 1发送给VM 5的报文，根据已经学习到的ARP信息进行转发：首先发送给GW 1；GW 1对其进行VXLAN封装后，将其发送给GW 2；GW 2解封装后，将其发送给VM 5。

4. 虚拟机与外部网络的三层通信过程

虚拟机要想与外部网络进行三层通信，需要在接入虚拟机的本地分布式VXLAN IP网关上指定流量的下一跳为Border，可以通过如下方式来实现：

·     在本地分布式VXLANIP网关上配置静态路由，指定路由下一跳为Border上同一个VXLAN对应VSI虚接口的IP地址。

·     在本地分布式VXLANIP网关上配置策略路由，设置报文的下一跳为Border上同一个VXLAN对应VSI虚接口的IP地址。

如图3-6所示，以VM 1访问外部网络内的主机50.1.1.1为例，虚拟机访问外部网络的三层通信过程为：

(1)     VM 1广播发送ARP请求消息，获取网关10.1.1.1的MAC地址。

(2)     GW 1收到ARP请求消息后，学习VM 1的ARP信息，并向VM 1发送ARP应答消息，应答的MAC地址为VSI虚接口10的MAC地址。

(3)     VM 1将访问外部网络的报文发送给GW 1。

(4)     GW 1接收到报文后，根据策略路由判断报文的下一跳地址为10.1.1.2。GW 1在VXLAN10内向本地站点和远端站点广播发送ARP请求消息，获取10.1.1.2对应的MAC地址。

(5)     Border对VXLAN报文进行解封装，学习GW 1的ARP信息，并通过VXLAN隧道回复ARP应答消息。

(6)     GW 1对VXLAN报文进行解封装，并获取到10.1.1.2的ARP信息。

(7)     GW 1根据获取到的信息为VM 1发送的报文封装链路层地址（10.1.1.2对应的MAC地址），并通过VXLAN隧道将报文发送给Border。

(8)     Border对接收到的报文进行解封装后，对报文进行三层转发。

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