【每日一记11】+第13天：关于vlan和vxlan的理解（五）

·VTEP节点工作机制    通过以上通信步骤的描述可以看到，VTEP节点在VXLAN网络通信中起到了至关重要的作用。在VXLAN网络通信中，VTEP节的职责主要有3项：
    (1) 将虚拟网络通信的数据帧添加VXLAN头部和外部UDP和IP首部。
    (2) 将封装好的数据包转发给正确的VTEP节点。
    (3) 收到其他VTEP发来的VXLAN报文时，拆除外部IP、UDP以及VXLAN首部，然后将内部数据包交付给正确的终端。
    对于功能(1)和(3)只要按照上文中给出的封装和拆解规则进行处理即可，这里主要说明功能(2)的实现，即VXLAN数据包的转发过程。当VTEP节点收到一个VXLAN数据包时，需要根据内部以太网帧的目的MAC地址找到与拥有该目的地址的终端直接相连的VTEP地址，因此，这里需要一个目的MAC地址和VTEP节点IP地址的映射关系，VTEP节点利用一个转发表来存储此映射关系。转发表的格式为：<VNI, Inner Dst MAC, VTEP IP>，即给定VNI和目的MAC地址后映射到一个VTEP IP地址。
    需要说明的是，映射VTEP节点IP地址时，之所以需要VNI的信息，是因为当存在多租户的情况下，各个租户将会独立组网，此时，多个租户设定的MAC地址有一定的概率会出现重叠，此时我们必须保证每个租户的网络都能独立地正常通信，因此，在为每个租户配置唯一的一个VNI的情况下，给定VNI和目的MAC地址，唯一确定一个VTEP地址。
    下图是一个样例，对于下图中的网络拓扑，分别给出了两个VTEP节点的转发表：

   

    上图中给出了6个终端，分别属于2个租户，其中，终端T1、T2和T4属于租户1，分配VNI为1，终端T3、T5和T6属于租户2，分配VNI为2，两个VTEP节点的转发表已在图中给出。
    每一个VTEP节点都必须拥有完整的转发表才可以正确地进行转发的功能，转发表的学习过程可以基于这样一种简单的策略：通过ARP报文学习，当收到终端发送的数据帧时，首先根据收到数据的端口判定数据发送方的VNI值，根据VNI和数据帧中的目的MAC查找对应的VTEP节点，如果查找成功，则转发，否则，在当前VXLAN网络中广播ARP请求报文，这样，连接目的MAC终端的VTEP节点就会发送ARP回答报文，这样就学习到了新的转发表项。
   需要说明的是，在多租户的环境下，基于信息安全等因素，各个租户的流量必须实现隔离，因此在发送广播ARP请求报文时，不可以直接在多租户的环境中广播，必须保证只有当前VXLAN网络的终端可以收到广播报文，因此，和物理网络中的ARP广播请求的实现有所不同，这里需要通过IP组播机制来模拟广播，IGMP等相关组播协议这里会用到。
   因此，VTEP节点还需要保存对应于每个租户的VNI值的组播域，即对于每一个VNI值，存储包含当前VXLAN网络中终端的所有VTEP节点的IP，用于ARP广播时的组播操作。对于上文中的网络拓扑，两个VTEP的广播表如下图：

   

    最后，当一个VTEP节点收到其他VTEP节点的ARP请求报文时，需要在自己连接的虚拟网络中发送，此时，仅仅发送给当前VNI对应的终端，因此，VTEP中还需要保存当前接入设备的VXLAN网络情况，因此，上图中还给出了每个VTEP节点的设备表，该表中记录了每个VNI对应的设备。这样，当需要广播ARP请求时，首先根据设备表将ARP请求报文发送给VNI值对应的设备，然后根据广播表，将ARP请求发给VNI值对应的VTEP节点；而当收到其他VTEP节点发来的ARP请求时，根据设备表转发给对应的终端即可。这样就实现了基于ARP请求的VTEP转发的学习。而对于广播表，在VTEP配置组网时可以完成设置，对于设备表，则在终端接入VTEP时可以完成配置，得到广播表和设备表后，转发表可以基于ARP的通信中逐步学习和构建。