1. VXLAN简介

VXLAN 是 Virtual eXtensible LANs 的缩写，它是对 VLAN 的一个扩展，是非常新的一个 tunnel 技术，在Open vSwitch中应用也非常多。Linux 内核的 upstream 中也刚刚加入 VXLAN 的实现。相比 GRE tunnel 它有着很好的扩展性，同时解决了很多其它问题。

从数量上讲，它把 12 bit 的 VLAN tag 扩展成了 24 bit。从实现上讲，它是 L2 over UDP，它利用了UDP 同时也是 IPv4 的单播和多播，可以跨 L3 边界，很巧妙地解决了 GRE tunnel 和 VLAN 存在的不足，让组网变得更加灵活。

2. 实验环境

Linux内核模块在支持Open vSwitch之后又加入了支持隧道的功能，但是某些内核版本的的Linux可能只支持Open vSwitch而不支持隧道技术。支持隧道技术的对应最低Linux内核版本如下：

本实验操作系统是在两台虚拟机中安装的基于3.13Linux内核版本的Ubuntu 14.04.1，满足VXLAN正常运行的条件。同时需要安装好Open vSwitch，本实验安装的是Open vSwitch 2.3.0版本，具体安装步骤详见《Open vSwitch2.3.0版本安装部署及基本操作》。

3. 基于Open vSwitch的VxLAN隧道搭建

本实验创建两台虚拟机并启动OpenvSwitch服务，最后创建VXLAN隧道并进行验证。实验中用到的网络拓扑如下：

注：因为实验本身就是在虚拟环境下操作，所以实验中br1桥上实际上并没有再下挂任何主机，实验中我们是分别给两台虚拟机的br1指定两个不同网段的ip，然后通过搭建VXLAN隧道让这两个不同网段的网桥能够实现通信。

3.1 配置Host1

启动好OVS服务后，我们先配置一下Host1。

在Host1上添加名为br0和br1的两个网桥：

 
             1 
           
             2 
           
            # ovs-vsctl add-br br0 
           
            # ovs-vsctl add-br br1

在br0上添加一个端口，将eth0挂载到br0上。这样做的目的是方便我们在虚拟网桥上添加多个端口供我们使用，这样不必受限于eth0的有限端口。

 
             1 
           
            # ovs-vsctl add-port br0 eth0

此时我们将原先eth0分配的ip清除并指定给br0，让虚拟机网络能通过br0继续工作。

 
             1 
           
            # ifconfig eth0 0 up && ifconfig br0 192.168.146.131

根据实际情况配置一下br0的网关。

 
             1 
           
            # route add default gw 192.168.146.2 br0

给br1网桥分配一个ip。

 
             1 
           
            # ifconfig br1 10.0.0.1

3.2 配置Host2

按Host1同样步骤来配置Host2。

 
             1 
           
             2 
           
             3 
           
             4 
           
             5 
           
            # ovs-vsctl add-br br0 
           
            # ovs-vsctl add-br br1 
           
            # ovs-vsctl add-port br0 eth0 
           
            # ifconfig eth0 0 up && ifconfig br0 192.168.146.136 
           
            # route add default gw 192.168.146.2 br0

给Host2的br1网桥分配一个和Host1中br1不同网段的ip。

 
             1 
           
            # ifconfig br1 10.0.1.1

3.3 搭建VXLAN隧道

在搭建隧道之前我们先测试一下两台虚拟机Host1和Host2上的br0和br1两两之间是否能相互通信。

 
             1 
           
             2 
           
             3 
           
             4 
           
             5 
           
            root 
            @ 
            ubuntu 
            : 
            ~ 
            # ping 192.168.146.136        ## Host1 ping Host2的br0 
           
            PING 
              
            192.168.146.136 
              
            ( 
            192.168.146.136 
            ) 
              
            56 
            ( 
            84 
            ) 
              
            bytes  
            of  
            data 
            . 
           
            64 
              
            bytes  
            from 
              
            192.168.146.136 
            : 
              
            icmp_seq 
            = 
            1 
              
            ttl 
            = 
            64 
              
            time 
            = 
            1.88 
              
            ms 
           
            64 
              
            bytes  
            from 
              
            192.168.146.136 
            : 
              
            icmp_seq 
            = 
            2 
              
            ttl 
            = 
            64 
              
            time 
            = 
            0.703 
              
            ms 
           
             ……

 
             1 
           
             2 
           
             3 
           
             4 
           
             5 
           
            root 
            @ 
            ubuntu 
            : 
            ~ 
            # ping 10.0.0.1        ## Host1 ping Host1的 br1 
           
            PING 
              
            10.0.0.1 
              
            ( 
            10.0.0.1 
            ) 
              
            56 
            ( 
            84 
            ) 
              
            bytes  
            of  
            data 
            . 
           
            64 
              
            bytes  
            from 
              
            10.0.0.1 
            : 
              
            icmp_seq 
            = 
            1 
              
            ttl 
            = 
            64 
              
            time 
            = 
            0.024 
              
            ms 
           
            64 
              
            bytes  
            from 
              
            10.0.0.1 
            : 
              
            icmp_seq 
            = 
            2 
              
            ttl 
            = 
            64 
              
            time 
            = 
            0.058 
              
            ms 
           
             ……

 
             1 
           
             2 
           
             3 
           
             4 
           
             5 
           
            root 
            @ 
            ubuntu 
            : 
            ~ 
            # ping 10.0.0.1        ## Host1 ping Host2的br1 
           
            PING 
              
            10.0.0.1 
              
            ( 
            10.0.0.1 
            ) 
              
            56 
            ( 
            84 
            ) 
              
            bytes  
            of  
            data 
            . 
           
            64 
              
            bytes  
            from 
              
            10.0.0.1 
            : 
              
            icmp_seq 
            = 
            1 
              
            ttl 
            = 
            64 
              
            time 
            = 
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            ms 
           
            64 
              
            bytes  
            from 
              
            10.0.0.1 
            : 
              
            icmp_seq 
            = 
            2 
              
            ttl 
            = 
            64 
              
            time 
            = 
            0.058 
              
            ms 
           
             ……

从上面三组数据可以看出两个主机之间的br0是可以相互通信的，各自的br0和br1之间可以相互通信，但是一方的br0或br1和另一方的br1则不能通信，我们搭建隧道的目的就是让两台机器的br1能够实现通信。

1. 在Host1上设置VXLAN，远端ip设置为Host2能对外通信的br0的ip。

 
             1 
           
            # ovs-vsctl add-port br1 vx1 -- set interface vx1 type=vxlan options:remote_ip=192.168.146.136

2. 在Host2上设置VXLAN，远端ip设置为Host1能对外通信的br0的ip。

 
             1 
           
            # ovs-vsctl add-port br1 vx1 -- set interface vx1 type=vxlan options:remote_ip=192.168.146.131

3.4 验证VxLAN隧道

两台机器的br1互ping可以实现正常通信：

 
             1 
           
             2 
           
             3 
           
             4 
           
             5 
           
             6 
           
             7 
           
             8 
           
             9 
           
             10 
           
             11 
           
            root 
            @ 
            ubuntu 
            : 
            ~ 
            # ping 10.0.1.1 
           
            PING 
              
            10.0.1.1 
              
            ( 
            10.0.1.1 
            ) 
              
            56 
            ( 
            84 
            ) 
              
            bytes  
            of  
            data 
            . 
           
            64 
              
            bytes  
            from 
              
            10.0.1.1 
            : 
              
            icmp_seq 
            = 
            1 
              
            ttl 
            = 
            64 
              
            time 
            = 
            15.4 
              
            ms 
           
            64 
              
            bytes  
            from 
              
            10.0.1.1 
            : 
              
            icmp_seq 
            = 
            2 
              
            ttl 
            = 
            64 
              
            time 
            = 
            0.715 
              
            ms 
           
             …… 
           
            root 
            @ 
            ubuntu 
            : 
            ~ 
            # ping 10.0.1.1 
           
            PING 
              
            10.0.1.1 
              
            ( 
            10.0.1.1 
            ) 
              
            56 
            ( 
            84 
            ) 
              
            bytes  
            of  
            data 
            . 
           
            64 
              
            bytes  
            from 
              
            10.0.1.1 
            : 
              
            icmp_seq 
            = 
            1 
              
            ttl 
            = 
            64 
              
            time 
            = 
            15.4 
              
            ms 
           
            64 
              
            bytes  
            from 
              
            10.0.1.1 
            : 
              
            icmp_seq 
            = 
            2 
              
            ttl 
            = 
            64 
              
            time 
            = 
            0.715 
              
            ms 
           
             ……

同时通过抓包证明数据包的使用协议的确是VXLAN，具体见下图：

4. 结论

本实验搭建了基于Open vSwitch的VXLAN隧道，实现了不同网段内网机器的通信。实验是基于Open vSwitch的虚拟交换机进行实验的，有条件的朋友可以在真实环境中实验一下。

搭建基于Open vSwitch的VxLAN隧道实验