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1、华为 FusionSphere 5.1VXLAN 技术白皮书文档版本V1.0发布日期2015-04-05华为技术有限公司版权所有? 华为技术有限公司2015。 保留一切权利。非经本公司书面许可，任何单位和个人不得擅自摘抄、复制本文档内容的部分或全部，并不得以任何形式传播。商标声明和其他华为商标均为华为技术有限公司的商标。本文档提及的其他所有商标或注册商标，由各自的所有人拥有。注意您购买的产品、服务或特性等应受华为公司商业合同和条款的约束，本文档中描述的全部或部分产品、服务或特性可能不在您的购买或使用范围之内。除非合同另有约定，华为公司对本文档内容不做任何明示或暗示的声明或保证。由于产品版本升级
2、或其他原因，本文档内容会不定期进行更新。除非另有约定，本文档仅作为使用指导，本文档中的所有陈述、信息和建议不构成任何明示或暗示的担保。华为技术有限公司地址：深圳市龙岗区坂田华为总部办公楼邮编： 518129网址：文档版本V1.0 (2014-09-05)华为专有和保密信息i版权所有?华为技术有限公司华为 FusionSphere 5.0VXLAN技术白皮书前言前言概述本文档介绍FusionSphere 产品 VXLAN技术。读者对象本文档主要适用于以下工程师：公司 MKT 、行销、渠道商在项目拓展中使用符号约定在本文中可能出现下列标志，它们所代表的含义如下。符号说明用于警示紧急的危险情形，若不
3、避免，将会导致人员死亡或严重的人身伤害。用于警示潜在的危险情形，若不避免，可能会导致人员死亡或严重的人身伤害。用于警示潜在的危险情形，若不避免，可能会导致中度或轻微的人身伤害。用于传递设备或环境安全警示信息，若不避免，可能会导致设备损坏、数据丢失、设备性能降低或其它不可预知的结果。“注意”不涉及人身伤害。用于突出重要/关键信息、最佳实践和小窍门等。“说明” 不是安全警示信息， 不涉及人身、 设备及环境伤害信息。文档版本V1.0 (2014-09-05)华为专有和保密信息ii版权所有?华为技术有限公司华为 FusionSphere 5.0VXLAN技术白皮书前言修改记录修改记录累积了每次文档更新
4、的说明。 最新版本的文档包含以前所有文档版本的更新内容。文档版本 V1.0 (2015-04-05)第一次正式发布。文档版本V1.0 (2014-09-05)华为专有和保密信息iii版权所有?华为技术有限公司华为 FusionSphere 5.0VXLAN技术白皮书目录目录前言ii1 VXLAN概述11.1 产生背景11.2 技术简介11.3 总结42 华为方案简介62.1 方案概述62.2 方案架构72.3 方案特点73 VXLAN配置管理83.1 准备工作83.2 VXLAN配置84 VXLAN应用场景10文档版本V1.0 (2014-09-05)华为专有和保密信息iv版权所有?华为技术有
5、限公司华为 FusionSphere 5.0VXLAN技术白皮书1 VXLAN概述1 VXLAN 概述1.1 产生背景服务器虚拟化后， 数据中心内部VM 的数量比原有的物理机发生了数量级的变化，与之对应的虚拟机虚拟网卡的MAC 地址数量也相应的增加， 这对原有的 TOR 交换机的地址容量能力产生了很大冲击。其次，大规模数据中心以及公有云的场景下，原有的数据中心用来划分虚拟网络的VLAN技术不再能够满足需求， 因为现有 VLAN 只有 4094 个虚拟网络标识可用。另一方面，云数据中心中虚拟机可以进行一定范围的迁移，在VLAN网络下，虚拟机只能在二层网络下迁移，并且为了能够支持虚拟机的迁移，需要
6、对二层网络中进行 VLAN 的预配置，因而造成 VLAN配置的滥用，影响 VLAN 广播域的隔离，降低了网络的效率。VXLAN(Virtual eXtensible Local Area Network，全称虚拟扩展局域网 )这一标准就是在这种背景下应运而生的，VXLAN是一种进行大二层虚拟网络扩展的隧道封装技术，很好地解决了上述问题。该技术已在IETF RFC7348 中正式标准化。1.2 技术简介VXLAN 技术是一种大二层的虚拟网络技术， 主要的技术原理就是引入一个 UDP 格式的外层隧道，作为数据的链路层，而原有数据报文内容作为隧道净荷来传输。由于外层采用了 UDP 作为传输手段，就可
7、以让净荷数据轻而易举的在二三层网络中传送，为了能够支持原有VLAN广播域寻址能力，VXLAN还引入了三层IP 组播来代替以太网的广播，让 BUM （ Broadcast 广播， unknown unicast ， multicast ）报文通过组播方式在虚拟网络中传送。1.标准说明VXLAN报文的格式文档版本 V1.0 (2014-09-05)华为专有和保密信息1版权所有 ? 华为技术有限公司华为 FusionSphere 5.0VXLAN 技术白皮书1 VXLAN 概述图1-1 VXLAN报文格式Flags（8bits）ReservedRRRRI RRR24 bitsVXLAN Networ
8、k Identifier (VNI)Reserved24 bits8 bitsVXLAN 头OuterOuterOuterOuterOuterOuter目的端OuterOuterVXLAN HeaderInnerInnerOptionalOriginalMACMACUDP口号UDPUDPMACMACInnerEthernet8021.QIP DAIP SA8 bytesDASASP4789LenCRCDASA8021.QpayloadVXLAN隧道原始净荷如上，包括VXLAN外层封装和内层的原始净荷。其中-Flags (8 bits) 其中 I 必须被设置为1，才是有效的。R 需设为 0。VX
9、LAN Segment ID/VXLAN Network Identifier (VNI)为 24bit ，是虚拟网络的标识。Reserved fields (24 bits and 8 bits) 必须被设置为0.VXLAN外层隧道的目的端口号为4789，为专为VXLAN分配的端口号。说明： VXLAN引入了一个VXLAN ID（ VNI - VXLAN Network Identifier)来作为虚拟网络的标识， 为 24bits，与原有的 VLAN 12bits长度相比， VXLAN ID长度增加了一倍，可以支持16M 个虚拟网络。VTEP在 VXLAN标准中，引入了一个VTEP(VXL
10、AN Tunnel End Point)的逻辑体，来完成VXLAN报文的封装和解封装。VTEP 与物理网络相连，分配有物理网络的IP 地址，该地址与虚拟网络无关。图1-2 XLAN 虚拟网络的示意图VXLAN网关为了让 VXLAN虚拟网络之间以及虚拟网络与物理网络之间能够进行通信，VXLAN标准还定义了一个VXLAN网关实体。文档版本 V1.0 (2014-09-05)华为专有和保密信息2版权所有 ? 华为技术有限公司华为 FusionSphere 5.0VXLAN技术白皮书1 VXLAN概述图1-3 VXLAN网关工作的示意图VXLAN 网关VXLAN 与非VXLAN 之间不同VXLAN 之间VTEPVTEPVM1VM2VM3VM4VM5VM6VM7VM8VM9VXLAN的组播学习过程图1-4 VM1 与 VM3 的通信过程示意图（1）
