基于VXLAN的EVP*

无论什么时候,不管遇到什么情况,我绝不允许自己有一点点灰心丧气。——爱迪生

温馨提示:因为特殊原因,所以一些内容用" * "代替N字母。

一、定义

EVP *(Ethernet Virtual Private Network)是一种用于二层网络互联的 VP * 技术。EVP * 技术采用类似于BGP/MPLS IP VP * 的机制,通过扩展BGP协议,使用扩展后的可达性信息,使不同站点的二层网络间的MAC地址学习和发布过程从数据平面转移到控制平面。

1.1 VXLAN的目的

1、大二层(跨三层网络的二层广播域)
2、用户隔离(多vlan 24bit----提供16M个vlan)
3、控制(方便部署----网络设备与虚拟服务设备都可以支持;基于SDN的部署,管理,维护)

二、拓扑

基于VXLAN的EVP*
在这里插入图片描述
< HUAWEI > system-view immediately //进入系统视图并且使得配置即刻生效(华为高端交换机或路由器配置完成后不会立刻生效,需要使用commit命令提交,使用此命令后无需提交,配置会立刻生效)

三、基础配置

1、如图配置底层环境,运行OSPF协议,区域0

AR-1

[AR-1]int g0/0/0
[AR-1-GigabitEthernet0/0/0]ip address 11.1.1.2 24
[AR-1-GigabitEthernet0/0/0]int g4/0/0
[AR-1-GigabitEthernet4/0/0]ip address 20.1.1.1 24
[AR-1-GigabitEthernet4/0/0]int g0/0/2
[AR-1-GigabitEthernet0/0/2]ip address 13.1.1.1 24
[AR-1-GigabitEthernet0/0/2]int g0/0/1
[AR-1-GigabitEthernet0/0/1]ip address 12.1.1.1 24
[AR-1-GigabitEthernet0/0/1]quit
[AR-1]ospf 1 
[AR-1-ospf-1]a 0
[AR-1-ospf-1-area-0.0.0.0]net 0.0.0.0 0.0.0.0

CE3

<HUAWEI>system-view immediately 
[HUAWEI]sysname VTE-2
[VTE-2]int l0
[VTE-2-LoopBack0]ip address 3.3.3.3 32
[VTE-2-LoopBack0]quit
[VTE-2]int g1/0/0
[VTE-2-GE1/0/0]undo shutdown 
[VTE-2-GE1/0/0]undo portswitch
[VTE-2-GE1/0/0]ip address 13.1.1.3 24
[VTE-2-GE1/0/0]quit
[VTE-2]ospf 1 router-id 3.3.3.3
[VTE-2-ospf-1]a 0
[VTE-2-ospf-1-area-0.0.0.0]net 3.3.3.3 0.0.0.0
[VTE-2-ospf-1-area-0.0.0.0]net 13.1.1.3 0.0.0.0

其他设备配置类似

dis ospf peer brief
在这里插入图片描述
2、图中的CE设备建立全互联的BGP邻居关系

CE4

[*VTE-3]bgp 100
[*VTE-3-bgp]peer 1.1.1.1 as-number 100
[*VTE-3-bgp]peer 1.1.1.1 connect-interface LoopBack 0
[*VTE-3-bgp]peer 2.2.2.2 as-number 100
[*VTE-3-bgp]peer 2.2.2.2 connect-interface LoopBack 0
[*VTE-3-bgp]peer 3.3.3.3 as-number 100
[*VTE-3-bgp]peer 3.3.3.3 connect-interface LoopBack 0
[*VTE-3-bgp]commit

CE1、2、3设备配置类似

dis bgp peer
在这里插入图片描述
3、S 5700 创建对应的VLAN,连接CE的接口配置为Trunk 放行所有

LSW1

[LSW1]vlan batch 10 20
[LSW1]int g0/0/24
[LSW1-GigabitEthernet0/0/24]port link-type trunk
[LSW1-GigabitEthernet0/0/24]port trunk allow-pass vlan all 
[LSW1]int g0/0/1
[LSW1-GigabitEthernet0/0/1]port link-type access
[LSW1-GigabitEthernet0/0/1]port default vlan 10

LSW2、3配置类似

四、VXLAN配置

1、开启EVP * -overlay功能
2、创建BD域
3、BD域与VNI的绑定
4、BD域与EVP * 实例的绑定
5、BD域与本地接口绑定
6、激活EVP * 邻居,配置路由通告类型
7、在NVe进程下创建VXLAN隧道

五、配置与观察

1、在CE设备上配置VXLAN构建大二层网络

(1)配置BD域,VNI,绑定本地接口
(2)EVP*的RD与RT自定义

[*VTE-1]evp*-overlay enable   //开启EVP*的承载功能
[*VTE-1]bridge-domain 10      //创建二层广播域,编号10
[*VTE-1-bd10]vxlan vni 10     //此广播域对应的VXLAN编号为10
[*VTE-1-bd10]evp*             //进入此广播域的EVP*实例进程下
[*VTE-1-bd10-evp*]route-distinguisher 100:10            //配置此实例的RD为100:10(RD本地有效,在本地需要保持唯一,不能与本地的其他EVP*实例重复,与其他设备的可以重复)
[*VTE-1-bd10-evp*]vp*-target 100:10 export-extcommunity //设置此EVP*实例发出时携带100:10的RT值 
[*VTE-1-bd10-evp*]vp*-target 100:10 import-extcommunity //此EVP*实例只接收带有RT 100:10的EVP*地址簇的路由

[~VTE-1]int G1/0/1
[~VTE-1-GE1/0/1]undo shutdown                 //激活主接口

[*VTE-1]int GE 1/0/1.1 mode l2                //创建二层 子接口
[*VTE-1-GE1/0/1.1]bridge-domain 10            //此接口绑定本地广播域10	
[*VTE-1-GE1/0/1.1]encapsulation dot1q vid 10  //只接收带有vlan 10便签的用户数据,同理发往用户的数据协议vlan 10的标签
[*VTE-1-GE1/0/1.1]quit

2、建立EVP * -BGP邻居,开启IRB路由通告功能,配置NVe下的VXLAN隧道

[~VTE-1]bgp 100
[~VTE-1-bgp]l2vpn-family evp*                  //进入BGP的EVP*地址簇下激活邻居 
[*VTE-1-bgp-af-evp*]peer 1.1.1.1 enable         //激活本设备与1.1.1.1的EVP*邻居
[*VTE-1-bgp-af-evp*]peer 1.1.1.1 advertise irb  //向邻居通告IRB类型的路由
[*VTE-1-bgp-af-evp*]peer 3.3.3.3 enable 
[*VTE-1-bgp-af-evp*]peer 3.3.3.3 advertise irb 
[*VTE-1-bgp-af-evp*]peer 4.4.4.4 enable 
[*VTE-1-bgp-af-evp*]peer 4.4.4.4 advertise irb 

[*VTE-1]int Nve 1                                   //进入虚拟化话进程nve 1下
[*VTE-1-Nve1]source  2.2.2.2                        //指定本端隧道的源地址为2.2.2.2
[*VTE-1-Nve1]vni 10 head-end peer-list protocol bgp //本端vni 10的隧道建立通过BGP协议获悉(隧道建立受EVP* BGP控制) 

3、在CE-1上部署VXLAN的集中式网关

CE-1

bridge-domain 10
 vxlan vni 10
 evp* 
  route-distinguisher 100:20
  vp*-target 100:10 export-extcommunity
  vp*-target 100:60 export-extcommunity
  vp*-target 100:10 import-extcommunity
  vp*-target 100:60 import-extcommunity
#
bridge-domain 20
 vxlan vni 20
 evp* 
  route-distinguisher 100:40
  vp*-target 100:30 export-extcommunity
  vp*-target 100:30 import-extcommunity
#
#
interface Vbdif10
 ip address 192.168.1.254 255.255.255.0
#
interface Vbdif20
 ip address 192.168.2.254 255.255.255.0
#

(1)完成后查看GW设备上的处于UP状态的隧道有几条

处于UP状态的隧道有3条

dis vxlan tunnel
在这里插入图片描述

(2)在GW的G1/0/0接口开启抓包,使用BGP路由刷新命令重新获取BGP路由
请找出EVP* -BGP中的类型2与类型3路由,并说明这两类路由的作用于关键参数

<GW>refresh bgp all import

抓包
type 2
在这里插入图片描述
Type 3
在这里插入图片描述

type 2-----MPLS-EVP * VXLAN-EVP *
作用:用于转发表项的形成:同子网,不同子网的通信
传递MAC/IP信息
MAC地址信息----MAC
ARP信---------IP+MAC
路由信------32位的前缀

Type 3-----MPLS-EVP* & VXLAN-EVP*
作用:用于VXLAN隧道的自动发现与建立

4、数据路径图描述

(1)PC-1 PING 测PC-3的路径图

把pc-3的arp信息静态写到pc-1上

PC>arp -s 192.168.1.103 54-89-98-06-22-7F

ping 192.168.1.103
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
(2)PC-2 PING 测PC-3的路径图

ping 192.168.1.103
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
(3)对比VXLAN网关设备的ARP表项与其他VXLAN设备的ARP表项

总结出集中式网关的优缺点
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
dis int Vbdif 10
在这里插入图片描述
二层网关不参与,都是三层网关在进行;

优点: 便于管理
缺点: 三层网关坏的话,比较麻烦

六、总结

6.1 VXLAN的转发

1、VXLAN同子网转发流程:

(1)报文通过L2-Subif接口到达NVE设备,NVE基于L2-Subif接口绑定的BD与VNI查表(MAC)以确定是否需要送入VXLAN隧道
(2)广播报文向所有的同VNI的VXLAN隧道进行广播发送(头部复制:针对广播报文,在隧道内复制为多份发给所有的隧道)

问:广播发送,单播回复,其他的收到此广播报文的NVE节点会学到这个单播回复吗?

①单播报文通过查找目的MAC对应的VTEP地址进行对应的三层封装
问:如果收到单播报文去往目标的MAC地址不存在如何解决,是否会泛洪?

(3)NVE设备通过提取收到的VXLAN报文的VNI地址来判断报文送入哪个L2-Subif接口下的用户网络。

TOR—top over rank 在机框顶部的交换机

2、VXLAN不同子网转发流程:

(1)NVE设备对收到的报文通过查看目的MAC进行三层封装通过VXLAN隧道送至此NVI子网的的三层网关NVE设备
(2)网关NVE设备拆除三层封装,获取原数据报文的目的IP 查找IP路由表发送

①目的IP为外网,不再封装VXLAN头部转发
②目的IP为其他NVI子网,查找目的网段所在的VTEP隧道封装三层进行发送。

注意: 网关设备–集中式网关设备上会存在所有nvi下的MAC地址。

6.2 VXLAN报文

Eth--------------VTEP对应的链路层地址
IP----------------VTEP的源目的IP
UDP------------使用UDP 4789
VXLAN--------(VNI号)

(1)Reserved 保留
(2)VXLAN Network Identifier(VNI)

Eth hdr-------------数据原链路层地址

6.3 VXLAN数据封装

MAC------------------dynamit----IP
数据的目的mac----获取方式----发出隧道的对端VTEP地址
1、从指定brindon domin接口收到报文,查看数据的目的MAC,寻找发出接口
2、获取发出端VTEP地址封装去往UDP报文----基于VTEP隧道的源目的IP
3、基于VTEP地址再封装对应的链路层地址

注意:

①沿线设备只通过查看这个VXLAN报文的目的VTEP地址将报文转发至目标设备,终端VTEP删除VTEP的封装后基于报文携带的VNI地址将报文送入本地对应的VLAN。
②VTEP与VNI并发一一对应,一个VTEP隧道课承载多个VNI的报文。

6.4 VXLAN逻辑

VXLAN的虚拟化

1、虚拟化-1:利用VTEP构成的隧道透传二层报文;将隧道跨域的底层物理网虚拟为一台超级 LAN switch,VTEP构成了这台超级SW的端口,底层物理网构成这个超级SW的总线。
2、虚拟化-2:利用VNI将这台超级SW虚拟出多个二层的广播域,VNI作用本质与VLAN一致,通过定义VXLAN header中的VNI字段,使得课配置的广播域数量由4K扩展至16M。

6.5 VXLAN的主要优点

1、网络依赖小

基于IP的Overlay,仅需要在边界设备之间IP网络可达即可。

2、环路避免

隧道间存在水平分割,IP overlay的TTL避免环路。

3、高效转发

数据流量基于IP路由SPF及ECMP快速转发。

4、快速收敛

网络变化实时侦听全网拓扑毫秒收敛(取决于IGP收敛)。

5、虚拟化

Overlay + VNI构建虚拟网络,支持多达16M的虚拟网络 。

6、灵活部署

物理设备及vSwitch(虚拟化的SW—基于Server运行)均能实现部署。

6.6 VXLAN 网关

可以实现进跨网段转发的设备即为网关设备。

1、VXLAN L2 Gateway:允许租户接入VXLAN网络,实现相同VXLAN内部流量的互访(如分属于不同物理位置的的同一用户的业务需要在二层互访)。
2、VXLAN L3 Gateway:允许租户接入VXLAN网络,实现不同VXLAN互访,VXLAN与非VXLAN网络互访

在这里插入图片描述

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