用于解决数据中心内部和数据之间互联互通问题，同时支持多租户的数据中心设计
使用场景：

• 大型的数据中心内部，由于跨越多个核心交换后，要使用二层技术实现互通，数据中心内部的L3 switch和router运行的路由协议，是为了DC内的公网或私网IP能有路由
• 公网IP通常是分配给客户的网段，用于让客户能通过ssl VPN， ipsec VPN等方式访问自己在DC内部的设备
• 私网IP分为两种
  • DC内部管理网段，登录设备
  • DC属于私有云或公有云架构，体现在DC内的租户，都有自己的独立私网IP段，保证每个租户完全隔离
• 客户要求在DC内，能够跨越三层网络，让二层网络之间互访
• DC管理员可以为客户提供纯L2的接入，中间用trunk打通。

传统的网络无法满足于规模大、灵活性要求高的云数据中心的要求，于是便有了 overlay 网络的概念。overlay 网络中被广泛应用的就是 vxlan 技术。

挑战：

1. 虚拟机迁移范围收到网络架构限制

   STP 防止网络风暴，在二层网络里选择一个根（root bridge)，其它交换机当作树的树杈，每个树杈自然有一个根末梢（root port)，这个就是交换机的上游接口，除了根末梢，其它的接口都是下游接口，至于下游接口是畅通的、还是阻断的，取决于到根的路径成本cost，谁更接近根，谁就畅通（Forwarding) ，即常说的Designated Port; 谁远离根，谁就需要被阻断（Blocked), 即常说的 Non Designated Port。

2. 虚拟机规模受网络设备表项规格的限制

3. 网络隔离/分离能力限制(12比特，4096个vlan的划分不足)

   VxLAN

   
   VxLAN网络中出现了新元素

• VTEP(VxLAN隧道端点) ： VXLAN网络的边缘设备，是VXLAN隧道的起点和终点，VXLAN报文的相关处理均在这上面进行。总之，它是VXLAN网络中绝对的主角。VTEP既可以是独立的网络设备（比如华为的CE系列交换机），也可以是虚拟机所在的服务器。
• VNI （VXLAN网络标识符）：以太网数据帧中VLAN只占了12比特的空间，这使得VLAN的隔离能力在数据中心网络中力不从心。而VNI的出现，就是专门解决这个问题的。VNI是一种类似于VLAN ID的用户标示，一个VNI代表了一个租户，属于不同VNI的虚拟机之间不能直接进行二层通信。VXLAN报文封装时，给VNI分配了足够的空间使其可以支持海量租户的隔离。
• VxLAN隧道：隧道是一个逻辑上的概念，它并不新鲜，比如大家熟悉的GRE。说白了就是将原始报文“变身”下，加以“包装”，好让它可以在承载网络（比如IP网络）上传输。从主机的角度看，就好像原始报文的起点和终点之间，有一条直通的链路一样。而这个看起来直通的链路，就是隧道。顾名思义，“VXLAN隧道”便是用来传输经过VXLAN封装的报文的，它是建立在两个VTEP之间的一条虚拟通道。

  解决问题

1. 虚拟机迁移范围受网络架构限

在IP网络中， “明”里传输的是跨越三层网络的UDP报文，“暗”里却已经悄悄将源VM的原始报文送达目的VM。就好像在三层的网络之上，构建出了一个虚拟的二层网络，而且只要IP网络路由可达，这个虚拟的二层网络想做多大就做多大。

1. 虚拟机规模受网络设备表项规格限制

VTEP会将VM发出的原始报文封装成一个新的UDP报文，并使用物理网络的IP和MAC地址作为外层头，对网络中的其他设备只表现为封装后的参数。也就是说，网络中的其他设备看不到VM发送的原始报文。

如果服务器作为VTEP，那从服务器发送到接入设备的报文便是经过封装后的报文，这样，接入设备就不需要学习VM的MAC地址了，它只需要根据外层封装的报文头负责基本的三层转发就可以了。因此，虚拟机规模就不会受网络设备表项规格的限制了。

1. 解决网络隔离/分离能力限制

一个VNI代表了一个租户，属于不同VNI的虚拟机之间不能直接进行二层通信。VTEP在对报文进行VXLAN封装时，给VNI分配了24比特的空间，这就意味着VXLAN网络理论上支持多达16M（即：2^24-1）的租户隔离。相比VLAN，VNI的隔离能力得到了巨大的提升，有效得解决了云计算中海量租户隔离的问题。

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