为何vxlan需要封装在UDP里而不是直接使用IP包封装？
主要用于无障碍穿越NAT/PAT！更详细的分析，请阅读3。
VxLAN 的封装格式：（图片来源于网络）
1 IP in IP
这种tunnel就是题主所说的用IP封装VxLAN，这种tunnel仅仅依靠外层的IP头很难穿越NAT/PAT设备。
如果使用IP封装，VxLAN 协议头需要提供字段支持NAT，即使这样，还需要VxLAN端点之间路径上的NAT设备升级软件，这是吃力不讨好的方案。
2 GRE
在UDP tunnel 流行之前，GRE是最通用的封装方式，比如PPTP就是采用GRE来封装用户数据，GRE有两种格式：
2.1 标准格式 （Standard）
GRE头一共4个字节，4个字节里也没有哪个字段适合做NAT，所以不便于做NAT穿越。
2.2 高级格式 （ Enhanced）
GRE头一共8个字节，8个字节里有一个字段：Key/VRF，适合做NAT，所以使用的更多，更通用！
但有的NAT设备只支持UDP/TCP/ICMP，并不一定支持Enhanced GRE，所以有时也会造成通信障碍。
3 UDP
细心的读者会发现，UDP tunnel 越来越流行了，基于几点特质：
3.1 无障碍穿越任何NAT设备
无论高端的商用路由器、还是家用路由器，都支持，所以无需额外的配置就可以工作，省时省心。
3.2 UDP是无状态的
大家很少见到TCP tunnel吧？也是有的，比如Cisco Anyconnect Full Tunnel mode，使用TCP + TLS安全封装，可以将用户的所有IP包封装在外层的安全传输层；由于建立tunnel 之前需要建立连接，然后再建立tunnel，发送数据的初始延迟就会稍大。外层的TCP是有状态的，内层负载如果也是有状态的，双状态机不利于排错、debug。
L2TP、VxLAN、IKEv2 IP Security都是采用UDP封装。
3.3 IP Protocol 数量有限
一个字节，理论上可以提供255种协议复用，空间受限。
而采用UDP封装，端口号2个字节，理论上可以提供65535种协议复用，空间更游刃有余。
3.4 UDP天然支持组播的特性
终端用户的广播（如ARP广播），以及用户的组播，需要VxLAN传输，有两种方式：
3.4.1 组播传输
需要运营商提供组播支持，需要将用户的广播、组播，全部映射为VxLAN组播，而支持组播最天然的协议就是UDP。
3.4.2 单播复制多份传输
如果运营商不支持用户组播，则需要头端设备将用户的广播、组播，复制为多份进行单播传输，无状态的UDP协议也是一个合适候选者。
学习地址：Dpdk/网络协议栈/vpp/OvS/DDos/NFV/虚拟化/高性能专家
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看到另外两位同学的答案，UDP端口提供了更灵活的负载均衡的潜能，观点正确，算是使用UDP封装的一个原因，在这里我给大家分析一下。
大家看上文的图片里的Outer UDP Header，VxLAN协议规范指出：Destination Port使用固定端口号（协议端口），Source Port可以使用固定端口号，也可以使用随机端口号：
固定源端口号的负载均衡
Hash ( Source IP, Destination IP, Source Port，Destimation Port )
由于源、目的端口号都为固定，其Hash值与单纯使用IP进行HASH没有本质区别，即在负载均衡眼里，这是同一个session，会选择同一条物理路径。
Hash ( Source IP, Destination IP)
所以如果使用固定源端口号，起不到负载均衡的效果，和采用IP封装没有任何区别。
随机源端口号的负载均衡
由于源端口号基于内层以太网头的HASH，不同的Source MAC/ Destination MAC对应不同的业务，会将不同的业务映射到不同的ECMP（Equal Cost Multiple Path )的物理路径上。
所以使用同一个VTEP，不同的业务使用不同的源端口号，可以起到负载均衡的效果，而这是使用IP封装所不能实现的目标。
原文链接：https://www.zhihu.com/question/54841860/answer/141356897