openvswitch流錶轉發vxlan報文

vxlan：虛擬可拓展局域網

產生條件：局域網3層架構都是有冗餘的，但要防止環路又不能使用STP（因爲數據中心的每一個鏈路都是核心帶寬，阻塞接口代價太大）3層可以用ospf和isis協議天然防環，因爲使用SPF算法

虛擬化技術產生：對於一些低流量網站，沒有充分發揮高性能服務器（刀片服務器）的作用，可以將服務器虛擬化成2個供其他網站使用，每一個虛擬機就是一個服務器，共享硬件資源，CPU使用率改變，能源消耗沒有改變。

①：早期數據中心：服務器之間不能進行互訪，佔用帶寬資源，使用vlan進行隔離

②：vlan侷限：vlan使用0-4096（0和4096保留）2的12次方

③：vxlan應運而生

兩地三中心：在北京有2個數據中心，一主一輔對外提供服務，在上海還有一個數據中心，作爲備份在運行，但不提供服務，主要是容災，如果北京服務器掛了，用戶無法感知仍訪問原IP通過vxlan技術訪問上海服務器

vxlan隔離：2的24次方，500w個隔離域

大二層：跨越三層的二層網絡，就是在三層網絡之上構建了二層網絡，1w臺設備以上纔是大二層

vxlan動態數據遷移：
①：在上海和北京之間建立vxlan隧道，相當於在一個局域網下（隧道可以打在接入層交換機身上，也可以打在服務器身上）

②：發送數據，利用UDP，封包時加上VNI，轉發時僅根據ip

③：接收數據，建立一臺相同的虛機、ip和mac都一樣

④：數據遷移後，上海對外發布，刪除原來北京的虛機

vxlan也有短暫的服務中斷，當北京發送完一次數據到上海，這是又有新數據進入北京，需要不停的發送到上海，注意發送的數據永遠比進入的數據多，所以選在半夜

VTEP：隧道端口IP，維護2張表（一個是vlan和vxlan的對應關係表，一個是mac地址表）
NVE：邊緣設備
VNI：相當於vlan-id，兩個服務器vlan-id相同可以通信

vxlan網關：可以和傳統網絡兼容，在3層之上建隧道必須通過vxlan網關

NFV：網絡功能虛擬化，一臺服務器上虛擬出來的虛擬當成網絡設備（路由器/交換機）使用

• 同一network內不同主機vm間通信(vm1去往vm2)
  

①：vm1發送arp請求報文請求vm2的mac地址，發送給VTP1

源IP	ip-vm1
目的IP	ip-vm2
源mac	mac-vm1
目的mac	ff:ff:ff:ff:ff

②：arp報文到達VTP1，封裝vxlan報文，發送給host2和host3

源IP	ip-vm1
目的IP	ip-vm2
源mac	mac-vm1
目的mac	ff:ff:ff:ff:ff
VNI	1000
UDP協議
外層源IP	ip-host1
外層目的IP	ip-host2
外層源mac	mac-host1
外層目的mac	下一跳mac

③：host2和host3都收到vxlan報文，host2拆開發現ip是自己，單播回覆arp報文

源IP	ip-vm2
目的IP	ip-vm1
源mac	mac-vm2
目的mac	mac-vm1

host3拆開報文發現目的ip不是自己，丟棄
④：同理，回覆的報文也要經過vxlan封裝
⑤：vm1發送icmp報文到VTP1

源IP	ip-vm1
目的IP	ip-vm2
源mac	mac-vm1
目的mac	mac-vm2

⑥：VTP1封裝vxlan到VTP2和VTP3

• linux下發流表實現vxlan

1、OVS：虛擬交換機，實現vm和host的數據交換，支持openflow協議，連接controller
2、Bridge：代表一個交換機，一個host可創建多個bridge
3、port：bridge上的接口
4、interface：host上的接口
5、controller：openflow控制器

• openvswitch常用組件
  1、ovs-dpctl：配置交換機內核模塊，控制轉發規則
  2、ovs-vsctl：網橋，配置controller
  3、ovs-ofctl：控制ovs流表內容

在linux系統種，VTEP通過br-tun的openflow流實現，br-tun下面連接的是br-int，br-int連接虛擬機，並且給給不同vm打上vlan tag，從而實現一個host裏不同vm之間彼此隔離

關於vxlan和vlan的對應關係是在入方向的table=4表裏實現

# ovs-vsctl dump-flows br-tun table=4
table=4,priority=1,tun_id=0x3 actions=mod_vlan_vid:4,resubmit(,9)
table=4,priority=1,tun_id=0x1c actions=mod_vlan_vid:5,resubmit(,9)

可以看出vxlan id=3對應vlan4，vxlan id=28對應vlan5

# ovs-vsctl dump-flows br-tun table=2
table=4,priority=1,dl_dst=00:00:00:00:00:00/01:00:00:00:00:00,resubmit(,20)
table=4,priority=1,dl_dst=01:00:00:00:00:00/01:00:00:00:00:00,resubmit(,22)

因爲廣播的mac地址是FF:FF:FF:FF:FF:FF
組播的mac地址第一個字節的最低bit必然是1
單播的mac地址第一個字節的最低bit必然是0
所以單播被送到table=20，組播/廣播送到table=22