رأس حزمة شبكة الوسيط VXLAN تجريد من طبقة الأساس المتراكبة وجهاز VTEP لشبكة إيثرنت

وسيط حزم الشبكة VXLAN Header Stripping of Underlay Overlay و VTEP و Flood and Learn Mechanism

ما هو VXLAN؟

يحتوي معرف 802.1q VLAN التقليدي على 12 بت فقط ، مما يعني أنه يمكن أن يكون هناك 4096 مقطع شبكة فريد من طبقتين كحد أقصى. تم توسيع VXLAN إلى 24 بت ، مما يعني ما يصل إلى 16 مليون مقطع شبكة فريد من طبقتين.

في عالم المحاكاة الافتراضية اليوم ، إذا كنت لا تزال تستخدم 802.1q VLAN ، فإن تنقل VM يقتصر على شبكة VLAN المحلية. مع تغليف VXLAN ، يتم تغليف إطارات البيانات الأولية على أنها MAC في UDP ، مما يسمح بتوجيه اتصال شبكة من طبقتين عبر شبكة من ثلاث طبقات.

في نفس الوقت ، تأكد من أن عنوان IP قبل وبعد ترحيل VM ، عنوان MAC لم يتغير.

تنسيق إطار VXLAN وحزمة MAC-in-IP

حسب الشكل أعلاه ،

1. بالإضافة إلى إطار البيانات الأصلي ، يحتاج الرأس الخارجي إلى استهلاك وحدات بايت إضافية (يكفي مجموع عدة رؤوس في الشكل أعلاه) ملاحظة: إذا لزم الأمر ، نحتاج إلى تعديل واجهة التبديل MTU لاستيعاب حزم VXLAN ، حسب حجم حزمة الأعمال.

2. منفذ مصدر UDP: يتم تخصيص جهاز VTEP ديناميكيًا. يتم حساب معلومات L2 / L3 / L4 للرأس الداخلي Hash.

3. منفذ وجهة UDP: ثابت 4789.

4. IP الخارجي: عنوان IP المصدر الموجود في رأس IP هو عنوان IP الخاص بمصدر VTEP ، وعنوان IP الوجهة هو عنوان IP لوجهة VTEP.

5. MAC الخارجي: عنوان MAC المصدر أعلى إطار Ethernet هو عنوان MAC الخاص بمصدر VTEP ، وعنوان MAC الوجهة هو عنوان MAC الخاص بجهاز الخطوة التالية الذي يصل إلى الوجهة VTEP.

فيما يلي مثال حقيقي لحزمة Ping المغلفة بـ VXLAN:

الأساس الذي تقوم عليه وتراكب

الأساس كالتالي:

الأساس الذي تقوم عليه: شبكة IP قابلة للتوجيه ؛طوبولوجيا مرنةيوصى باستخدام شبكة ذات مسارات زائدة واستخدام ECMP لتحقيق موازنة الحمل.دعم أي بروتوكول توجيه - OSFP ، EIGRP ، is-is ، BGP ، إلخ.

تراكب على النحو التالي:

ما هو الـ VTEP؟

كما يوحي الاسم ، فإن VTEP (Vlan Tunnel EndPoint) هي Vlan Tunnel EndPoint. تُستخدم VTEP لتعبئة وتفريغ VXLAN ، وفي نفس الوقت ، تستخدم كل VTEP واجهتين ، واحدة لتوصيل وإعادة توجيه شبكة LAN المحلية ؛ والأخرى هي واجهة IP للاتصال بشبكة النقل.

على سبيل المثال ، عند إرسال حزمة VLAN100 إلى VTEP عبر واجهة LAN محلية ، يتم تعيين معرف VXLAN 1001 أولاً ، وبعد ذلك ، يبحث VTEP عن VTEP البعيد المقابل في جدول VTEP L2 استنادًا إلى عنوان MAC الوجهة للحزمة الأصلية وتم تحويل معرف VXLAN للتو.إذا تمكنت من العثور عليه ، يتم تغليف إطار Ethernet الأصلي كحزمة VXLAN ثم يتم إرساله عبر واجهة IP. تتلقى واجهة IP الخاصة بـ VTEP حزمة VXLAN وتفريغها للحصول على إطار Ethernet الأصلي ، وتعيين معرف VXLAN إلى معرّف VLAN ، يضيف معلومات VLAN 100 ، وأخيرًا يرسل الحزمة عبر الشبكة المحلية المحلية ، وبهذه الطريقة ، فإن شبكتين VTEP VLAN 100 تكافئ الاتصال. (ملاحظة: على الرغم من وجود VLAN 100 ، ولكن في الواقع نفس الشيء تحت معرّف VTEP VXLAN ID المقابل يمكن أن يكون مختلفًا) يتم تغليف إطار Ethernet الأصلي في MAC في حزمة UDP ، ويمكن أن يكون نقل البيانات بين نقل VTEP بين شبكة طبقة VTEP وشبكة ثلاثية الطبقات وأكثر تعقيدًا ، لكنها شفافة لشبكة VLAN 100.

الفيضان وآلية التعلم

1. يجب أن تطلب المحطة A ARP للمحطة B

2. تصل حزمة ARP إلى vtep-1 ، وتقوم vtep-1 بتغليفها: رأس VXLAN ، رأس UDP ، رأس IP الخارجي (IP المصدر هو vtep-1 ، IP الوجهة هو أساس مجموعة الإرسال المتعدد IP) ، رأس MAC الخارجي (مصدر MAC هو vtep-1 ، MAC الوجهة هي مجموعة الإرسال المتعدد MAC).

3. يتم إرسال الحزمة إلى جميع عقد VTEP الأخرى ، ويتم إلغاء ختم عقد VTEP عند الاستلام ، وذلك للحصول على حزمة طلب ARP الأصلية.

4. بعد ذلك ، ترسل هذه vteps طلبات ARP إلى شبكة LAN المحلية. إذا لم تكن المحطة B المطلوبة على شبكة LAN المحلية ، يتم تجاهل الحزمة بواسطة الجهاز الطرفي المحلي (مثل الجهاز الطرفي المتصل بواسطة vtep-3). إذا كانت المحطة B المطلوبة موجودة على شبكة LAN المحلية ، تستقبل المحطة B طلب ARP وتستجيب لرد ARP على عقدة vtep-2 المحلية.

5. بعد تلقي رد ARP ، سوف تغلف عقدة vtep-2 التي تربط المحطة الطرفية B: رأس VXLAN ، رأس UDP ، رأس IP الخارجي (IP المصدر هو vtep-2 ، IP الوجهة هو vtep-1) ، رأس MAC الخارجي (المصدر MAC هو vtep-2 ، MAC الوجهة هو vtep-1).

6. بعد استلام الحزمة ، ستقوم vtep-1 بفك حزمتها والحصول على رد ARP الأصلي ، والذي سيتم إرساله إلى المحطة A ؛ في الوقت نفسه ، من خلال معلومات الرأس الخارجية ، تعلم vtep-1 أيضًا عنوان IP الخاص بـ vtep-2 و MAC الخاص بالمحطة B ، وبالتالي إنشاء جدول تعيين معرف VXLAN + Remote VTEP IP + Remote MAC.

7. أدرك إعادة توجيه الإرسال الأحادي اللاحقة للمحطتين A و B بناءً على معلومات التعيين على vtep-1 و vtep-2 واستخدام نفق VXLAN.

8. يمكن لـ Vtep-1 تنفيذ وكيل ARP بشكل انتقائي لطلبات ARP اللاحقة لـ ip-b لتقليل الفيضانات على شبكة النقل.

يوصي Network Packet Broker من أجل تجريد رأس VXLAN في الحزمة الأصلية والبيانات الوصفية

NT-FTAP-32QCX Network TAP NPB.pdf