中国电信产品维护经理认证体系教材-VXLAN-IS-IS技术.pptx
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1、VXLAN IS-IS培训提纲nVXLANVXLAN简介简介nVXLANVXLAN原理原理nVXLANVXLAN增强特性增强特性n配置举例配置举例VXLANVXLAN简介简介-起源背景起源背景 在云计算的多租户环境中,每个租户都需要分配一个能够与其它逻辑网络进行很好隔离的逻辑网络。逻辑网络的隔离一般通过VLAN技术来解决。在IEEE802.1Q标准中,由于VLAN的标识最大12bit,所以一定范围内最大的VLAN个数只有4K。随着云环境下的多租户需求越来越多,4K个VLAN已经不能满足数据中心大规模网络部署的需求。另外,在云计算环境中,工作负载经常需要在多个数据中心和多个云平台中进行迁移,而当
2、前基于IP子网的区域划分限制了二层连通性的应用。VXLANVXLAN简介简介-封装封装 VXLAN(Virtual eXtensible LAN,可扩展虚拟局域网络)是基于IP网络、采用“MAC in UDP”封装形式的二层VPN技术。VXLAN可以基于已有的服务提供商或企业IP网络,为分散的物理站点提供二层互联,并能够为不同的租户提供业务隔离。VXLAN主要应用于数据中心网络。VXLANVXLAN简介简介-技术特点技术特点VXLAN具有如下特点:支持大量的租户:使用24位的标识符,最多可支持2的24次方(16777216)个VXLAN,支持的租户数目大规模增加,解决了传统二层网络VLAN资源
3、不足的问题。易于维护:基于IP网络组建大二层网络,使得网络部署和维护更加容易,并且可以充分地利用现有的IP网络技术,例如利用等价路由进行负载分担等;只有IP核心网络的边缘设备需要进行VXLAN处理,网络中间设备只需根据IP头转发报文,降低了网络部署的难度和费用。VXLANVXLAN简介简介-典型应用典型应用VXLAN 网络模型:培训提纲nVXLANVXLAN简介简介nVXLANVXLAN原理原理nVXLANVXLAN增强特性增强特性n配置举例配置举例VXLANVXLAN基本术语基本术语 缩略语Full spelling 英文全名Chinese explanation 中文解释VXLANVirt
4、ual eXtensible Local Area Network虚拟可扩展局域网VTEPVXLAN Tunnel End PointVXLAN隧道终端VNIVXLAN Network IdentifierVXLAN网络标识L2VPNLevel 2 Virtual Private Network二层虚拟专用网络VXLANVXLAN网络标识符网络标识符RFC草案所描述的VXLAN标准使用一个名为VXLAN网络标识符(VNI)的24位标识符,将与应用程序关联的VLAN分组到一个片段中。每一个管理域能够定义多达1600万个VNI,而每一个VNI可能最多包含4,094个VLAN。客户数据会保证分离,因
5、为只有运行在同一个VNI的VM可以进行通信。VXLANVXLAN报文结构报文结构 VXLAN报文的封装格式为:在原始二层数据帧外添加8字节VXLAN头、8字节UDP头和20字节IP头。其中,UDP头的目的端口号为VXLAN UDP端口号(缺省为4789)。VXLAN头主要包括两部分:Flags:“I”位为1时,表示VXLAN头中的VXLAN ID有效;为0,表示VXLAN ID无效。Flags字段的其他位保留未用,设置为0。VXLAN ID:用来标识一个VXLAN网络,长度为24比特。VXLANVXLAN隧道类型隧道类型-静态单播隧道静态单播隧道VXLAN类型的隧道有三种类型:静态单播隧道、动
6、态单播隧道和组播隧道。静态单播隧道:顾名思义,这是一种用户手工配置的隧道,需要用户指定明确的目的地址和源地址,只要目的地址在fib表里面存在,隧道就可以UP。这种隧道可以转发各种类型用户报文:已知单播、未知单播、广播和组播报文。interface Tunnel3 mode vxlan source 1.1.1.1 destination 2.2.2.2 VXLANVXLAN隧道类型隧道类型-动态单播隧道动态单播隧道VXLAN类型的隧道有三种类型:静态单播隧道、动态单播隧道和组播隧道。动态单播隧道:这种隧道使用ENDP(EVI Neighbor Discovery Protocol)协议自动创建
7、。使用ENDP协议自动建立VXLAN隧道,包含两个角色:ENDS和ENDC。基本原理:ENDS通过接收ENDC的注册报文来学习ENDC的信息,同时通过注册应答报文向ENDC发布同一个网络域中所有ENDC的信息。ENDC收到应答报文后,与同一个网络域的每个ENDC建立VXLAN隧道。interface Tunnel0 mode nve source LoopBack0 network-id 1 vxlan neighbor-discovery client enable 3.3.3.3VXLANVXLAN隧道类型隧道类型-组播隧道组播隧道VXLAN类型的隧道有三种类型:静态单播隧道、动态单播隧道
8、和组播隧道。组播隧道:在VXLAN下配置组播地址和源接口IP,源接口使能IGMP Host功能,中间设备使能PIM协议,其他设备如果也配置了相同的组播地址就会加入相同的(*,G),从而联通各个VXLAN。不同VXLAN下配置相同的组播地址,那么源地址配置也必须相同,即相同的组播地址只创建一条组播隧道。组播隧道不能运行VXLAN IS-IS,同时VXLAN通过组播隧道发送数据后,远端VTEP接收组播报文必须基于VXLAN单播隧道,由此VTEP上必须配置对应的单播隧道用于接收组播VXLAN报文。vsi 1 vxlan 1 group 224.1.1.1 source 1.1.1.1 interfa
9、ce FortyGigE10/0/7 port link-mode route ip address 1.1.1.1 255.255.255.0 igmp host enableinterface Tunnel3 mode vxlan source 1.1.1.1 destination 2.2.2.2 隧道加入隧道加入VXLANVXLAN的方式的方式-手工加入手工加入隧道加入VXLAN方式有两种:手工加入和自动加入。手工加入:这种方式针对静态单播和动态组播隧道,用户需要在VXLAN视图下使用命令配置的方式将这两种隧道加入VXLAN。HPdisplay vxlan tunnel Total n
10、umber of VXLANs:1 VXLAN ID:1,VSI name:1,Total tunnels:1(1 up,0 down)Tunnel name Link ID State Type Tunnel1 0 x5000001 Up Manualvsi 1 vxlan 1 tunnel 1隧道加入隧道加入VXLANVXLAN的方式的方式-自动加入自动加入隧道加入VXLAN方式有两种:手工加入和自动加入。自动加入:这种方式针对动态单播隧道,依赖Overlay ISIS协议:配置VXLAN的VTEP之间存在单播隧道,在这个隧道上发送ISIS Hello报文,建立ISIS邻居,通过ISIS的
11、LSP报文携带各自的VXLAN ID信息,提取VXLAN ID的交集,交集中的每一个VXLAN和当前隧道自动进行绑定。HPdisplay vxlan tunnel Total number of VXLANs:1 VXLAN ID:1,VSI name:1,Total tunnels:1(1 up,0 down)Tunnel name Link ID State Type Tunnel1 0 x5000001 Up Auto HP vxlan-isis negotiate-vni enable mac-synchronization enable VXLAN MACVXLAN MAC表项表项-
12、流量触发学习流量触发学习VXLAN的MAC表来源有两个:静态配置与动态学习。动态学习:动态学习分为流量触发的MAC学习和ISIS协议通告MAC学习两种。对流量触发的动态学习有两个方向,一个方向为对AC侧上来的用户报文源MAC进行学习;一个方向为隧道侧进来的VXLAN报文,解封装以后,对用户报文源MAC进行学习。interface Ten-GigabitEthernet10/0/25:3 port link-mode bridge service-instance 1 encapsulation untagged xconnect vsi 1 HPdis l2vpn mac-address MA
13、C Address State VSI Name Link ID/Name Aging 0000-0000-0001 Dynamic 1 0 Aging -1 mac address(es)found -H3Cdisplay l2vpn mac-address MAC Address State VSI Name Link ID/Name Aging 0000-0000-0001 Dynamic 1 Tunnel1 Aging -1 mac address(es)found -VXLAN MACVXLAN MAC表项表项-ISIS-ISIS协议学习协议学习VXLAN的MAC表来源有两个:静态配
14、置与动态学习。动态学习:ISIS协议通告MAC学习。VXLAN ISIS MAC同步功能打开以后,ISIS协议就会将本地学习到的MAC同步给远端VTEP,这样,每个站点都可以获取到其他站点的MAC地址信息,从而达到MAC学习的目的。vxlan-isis negotiate-vni enable mac-synchronization enable HPdis vxlan isis local-mac dynamic VXLAN ID:1 MAC address:0000-0000-0001 HPVXLAN MACVXLAN MAC表项表项-ISIS-ISIS协议学习协议学习VXLAN的MAC表
15、来源有两个:静态配置与动态学习。动态学习:ISIS协议通告MAC学习。VXLAN ISIS MAC同步功能打开以后,ISIS协议就会将本地学习到的MAC同步给远端VTEP,这样,每个站点都可以获取到其他站点的MAC地址信息,从而达到MAC学习的目的。H3Cdis vxlan isis remote-mac MAC Flags:C-MAC conflict with local dynamic MAC F-MAC has been flushed to the remote MAC address table A-Active MAC for Tunnel interface can forwa
16、rd traffic to the MAC VXLAN ID:1 MAC address:0000-0000-0001 Interface:Tunnel1 Flags:AFH3Cdis l2vpn mac-address MAC Address State VSI Name Link ID/Name Aging 0000-0000-0001 Static 1 Tunnel1 Aging -1 mac address(es)found -H3CVXLAN MACVXLAN MAC表项表项-静态配置静态配置VXLAN的MAC表来源有两个:静态配置与动态学习。静态配置:用户通过命令行静态配置一个MA
17、C,指定VSI和VXLAN隧道,配置以后,指定VSI AC侧上来的用户报文,命中该MAC就会固定走配置的VXLAN隧道。HPmac-address static 0-0-1 interface Tunnel 1 vsi 1 HPdisplay l2vpn mac-address MAC Address State VSI Name Link ID/Name Aging 0000-0000-0001 Static 1 Tunnel1 NotAging-1 mac address(es)found -HP VXLANVXLAN转发流程转发流程-站点内流量站点内流量对于站点内流量,VTEP通过以太网
18、服务实例判断出报文所属的VSI后,根据目的MAC地址查找该VSI的MAC地址表,从相应的本地接口转发给目的VM。VXLANVXLAN转发流程转发流程-站点间流量站点间流量对于站点间流量,VTEP通过以太网服务实例判断出报文所属的VSI后,根据目的MAC地址查找该VSI的MAC地址表,查找到出接口为Tunnel隧道接口后进行VXLAN封装,将封装好的报文通过VXLAN隧道Tunnel1、经由P设备发送给VTEP 2。VXLANVXLAN转发流程转发流程-泛洪流量泛洪流量1 1泛洪流量包括组播、广播和未知单播流量。根据复制方式的不同,流量泛洪方式分为单播路由方式(头端复制)和组播路由方式(核心复制
19、)两种。在单播路由方式下,VTEP负责复制报文,采用单播方式将复制后的报文通过本地接口发送给本地站点,并通过VXLAN隧道发送给VXLAN内的所有远端VTEP。VXLANVXLAN转发流程转发流程-泛洪流量泛洪流量2 2组播路由方式(核心复制):数据中心网络中需要通过IP核心网络进行二层互联的站点较多时,采用组播路由方式可以节省泛洪流量对核心网络带宽资源的占用。培训提纲nVXLANVXLAN简介简介nVXLANVXLAN原理原理nVXLANVXLAN增强增强n配置举例配置举例VXLAN IS-ISVXLAN IS-IS简介简介 为了简化VXLAN特性的配置量,VXLAN使用IS-IS动态协商交
20、互VXLAN ID信息,把Tunnel和VXLAN的绑定关系下刷给L2VPN模块,VXLAN ISIS作为VXLAN整体特性的一个子模块,除了实现动态协商两端VTEP的VXLAN信息外,还可以进行交互学习远端MAC。VXLAN学习MAC的机制是基于默认情况下对未知单播进行泛洪处理。为了减少这种流量的泛洪节省带宽资源,通过VXLAN IS-IS协议对MAC进行传递建立MAC转发表项,这样就可关闭VXLAN的泛洪机制大大节约了带宽资源。VXLAN IS-ISVXLAN IS-IS基本术语基本术语 缩略语Full spelling 英文全名Chinese explanation 中文解释IS-ISI
21、ntermediate System to Intermediate System中间系统到中间系统路由协议LSDBLink State Database链路状态数据库SNPSequence Number PDUs时序报文LSPLink State Protocol Data Unit链路状态协议数据报文DEDDesignated ED指定EDGRGraceful Restart平滑重启VXLAN IS-ISVXLAN IS-IS协议位置与报文类型协议位置与报文类型VXLAN IS-IS协议为我司私有协议,所有PDU(包括Hello、LSP、SNP报文)均封装在UDP中。VXLAN IS-IS
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