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既然提到vxlan，我们就先讨论一下传统vlan网络。传统vlan网络最广泛使用的封装协议为802.1Q协议，802.1q 是在以太网帧格式里，在MAC地址源与以太网类型/长度的原始帧里添加一个vlan标签，格式如图 那么即然是插入标签，也就是说对数据帧进行了改变，对比vxlan网络，这就是802.1Q vlan部署中受限的主要因素。还有一点请看最后VID字段，只有12位，换算成10进制位0-4095，这也就是802.1Q最大的vlan数量了。 上面提到了对数据帧插入标签的，这就要求802.1Q数据帧在传输的过程中，中间设备都要能够识别标签并能够正确转发。 如图所示，如果我管理的是交换机A和D，那么每次我新建vlan的时候都需要通知B和C的管理员也在交换机上创建vlan，只有这样当带有新vlan标签的数据帧传输到B、C设备上时才能够被识别和转发。 现在总结一下802.1Q vlan的主要三点不足： 1. 插入标签，需要trunk链路上所有设备都能识别标签。 2. Vlan数量只有4094个。 3. 802.1Q属于二层封装协议，所以必须部署在二层网络中。
带着802.1Q vlan的三个不足我们来说一下vxlan吧 Vxlan又叫“mac in IP”，顾名思义，它可以把二层网络数据帧封装到三层数据包中，传输层使用的是UDP协议（目的端口4789）封装格式如图 所以说只要三层可达的网络就可以承载vxlan，它就像使用VPN隧道把几个不直接相连的二层网络融合在了一起，所以它还有一个名字——l2vpn。 承载vxlan封装数据传输的网络不需要运行任何相关协议，只需要保证建立vxlan隧道的站点三层可达，如下图 所以只要B、C设备的管理员保证我A、D两台交换机建立隧道的地址1.1.1.1和2.2.2.2能够互访即可，后续我在A、D两台交换机两端变更二层网络使都不需要B、C设备配合变更，因为任何vxlan的数据都可以在源目IP地址为1.1.1.1和2.2.2.2的隧道中传输。 所以有了vxlan，你的二层网络可以是这样 上图如果在传统vlan网络，所有交换机必须二层互联，这就又需要用到生成树协议去消除环路，然而消除环路以后中间的可用线路就只剩下了一条，浪费线路。但是在vxlan模型下，所有交换机三层互联即可，不需要考虑环路，又可以通过源目IP地址和源端口等因素将vxlan隧道做负载分担，充分利用带宽。 甚至还可以这样——穿越一切三层可达
接着说，在vxlan报文封装中，vxlanid为24位，也就是说最大vxlan数量位2的24次方（总之很多很多）
总结 802.1Q vlan和vxlan对比
Vxlan的应用方面可以先从虚拟化上说起，正是因为有了vxlan，我们的超融合中有了虚拟交换机的。如下图，比如我在超融合内拉出一个虚拟交换机10，其实是在所有实体机上都创建了虚拟交换机10，每台虚拟交换机10通过vxlan网络三层互联，这样不管各个连接在虚拟交换机10上的虚拟机运行在哪台实体机上，就都能够互访了。 有了虚拟交换机，对于虚拟化管理员来说，虚拟机、虚拟网络设备之间的互访完全可以在超融合平台内完成，不需要借助于物理出口和物理网络的配合，这就实现了超融合内的网络虚拟化。 再往大了说，某公司等等各种云平台中，租户使用的虚拟网络也是借助于这种方式实现的，每个租户自己的平台中随意的新建vlan，互联设备虚拟机等，底层都是跑在一条条vxlan隧道当中……
还有一种vxlan的应用方案就是现在很火的分部署网关解决方案，有时间再和大家讨论吧。
最后，需要说的是文章中提到的都是vxlan模型的数据层面，然而vxlan隧道是如何建立、二层网络中mac地址的相互学习等，都需要控制层面来完成。就像路由协议，虽然最后得到的就是一条条路由表而已，但整个控制层面的设计规划才是重点。 | 
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发表于 2020-9-25 15:14
发表于 2020-9-27 15:35
