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宣布时间:2021-07-08


作者:大峰
运营商服务中心
自IP网络问世以来,私有协议、feature(如组播VXLAN等)即是武林各门派决战灼烁顶的至胜法宝,令各路门派望而却步,备感无力。
然而,狭路邂逅,面临着客户现网布下的看似无坚不摧的“铁桶阵”(组播VXLAN),就真的一点“破绽”都没有么?真的无计可施了么?
对不起,我摊牌了。我们也可以做到通过组播方法实现VXLAN了!
下面就凭证现实测试履历与各人举行分享。
一、 内功心法——VXLAN基础回首
VXLAN接纳MAC in UDP封装方法的一种隧道手艺,通过对原始IP报文增添VXLAN报头,实现对虚拟机数据报文隔离、虚拟无邪态迁徙、大二层网络等需求。以下为VXLAN报文名堂:

图一(以外层IP头为IPv4名堂为例)
其数据封装及转发历程如下:

图二
虚拟机发出的原始IP报文,抵达TOR装备后增添VXLAN报头,并在VXLAN隧道举行转发,抵达目的TOR装备扫除VXLAN封装后获得原始IP报文,最后抵达目的虚拟机。
虽然这是针对已知单播报文的数据转发流程。若是涉及BUM(Broadcast, Unknown-unicast, Multicast)报文处置惩罚,差别派系实现方法就有所差别了。在此演酿成两大派系,第一个派系是险些已失传的“组播路由”派系,第二大派系为武林公认的“头端复制”派系。而“组播路由”派系泛起的场景无人能敌。
那么,两大派系招数有什么差别?我们又是怎样完成两个派系秘笈的修炼,顺遂破除客户现网“铁桶阵”的呢?别急,听我娓娓道来。
二、“头端复制”主门户系
使用图二拓扑举行扩展对BUM报文“头端复制”历程举行解说。

图三
如图三所示,假设VM1(所属VNI10099)需要与VM2(所属VNI10099)举行通讯。在VM1上举行原始数据报文封装时缺少目的VM2的mac地址信息,于是VM1将向所属局域网发送ARP请求(目的MAC为全F)。TOR1在吸收到VM1所发送的ARP请求后。TOR1凭证头端复制列表将其转为单播方法,将ARP请求报文复制后并增添VXLAN报头向TOR3以单播方法举行发送,这就是对BUM帧简朴的头端复制历程。

图四(依赖EVPN构建头端复制列表)
是不是以为与古板局域网中ARP广播请求实现方法有所差别?在古板局域中ARP请求通过广播方法在局域网内泛洪,占用局域网内大宗带宽资源。但在云数据中心里,大二层局域网是通过VXLAN隧道构建,保存海量虚拟机,大宗ARP广播报文通过VXLAN隧道举行广播,将极大的增添云数据中心TOR装备压力,消耗TOR装备链路及自身资源。
三、险些失传的“组播路由”派系
接下来讨论稍微重大一点、险些已失传的“组播路由”派系。再次对图二举行扩展,在组网中增添单独RP,使用S65系列(version S6500_RGOS 12.5(1)B0401S1)作为TOR装备。

图五
如图五所示,VM1与VM2均属于VNI 10099,且将VNI 10099加入组播组226.2.1.1后,装备将天生VNI与组播组绑定表项,如:

图六
假设VM1需要与VM2举行通讯。VM1依旧向所在局域网发送ARP广播请求(目的MAC为全F)。TOR1在吸收到VM1所发送的ARP请求后,在原始ARP请求报文增添VXLAN封装后,凭证已形成的组播路由表项,将ARP请求报文以组播复制方法转发到TOR2。TOR2最终将VXLAN报头解封装后,将原始ARP报文送到VM2。

图七
与”头端复制“实现方法差别,组播方法实现需要依赖PIM协议构建的组播树,并将响应VXLAN与组播组举行绑定,形成VXLAN报文转发路径,大致设置如下 :
!
ip multicast-routing # 启用组播路由协议
!
interface TFGigabitEthernet 0/48
port speed-mode 10G
no switchport
ip address x.x.x.x 255.255.255.0
ip ospf network point-to-point
ip pim sparse-mode # 在该端口启用组播协议,并设置为希罕模式
!
...其他通例设置略
!
interface OverlayRouter 10099
vrf forwarding xxx
ip address 10.253.129.126 255.255.255.128
anycast-gateway
!
vxlan 10099
router-interface OverlayRouter 10099
mcast-group 226.2.1.1 # 将二层vni与组播组举行绑定
extend-vlan 1099
!
ip pim bidir-enable # 设置双向组播功效
ip pim rp-address 192.169.122.34 bidir # 指定组播RP
!
S6510_VSU#show vxlan 10099
VXLAN 10099
Symmetric property : FALSE
Router Interface : overlayrouter 10099 (anycast)
Extend VLAN : 1099
VTEP Adjacency Count: 1
VTEP Adjacency List :
Interface Source IP Destination IP Type
--------------------- -------------- ---------------------- -------
OverlayTunnel 12287 1.1.1.1 226.2.1.1 dynamic
虽然以组播方法举行BUM报文效率较高,但举行VXLAN扩展时会带来更大挑战。例如,数据中心中大宗差别VXLAN设置在统一组播组,将导致部分TOR装备吸收大宗自身并不感兴趣的BUM流量。但若是所有差别的VXLAN设置差别的播组,那么每台TOR将需要维护大宗组播树与组播路由表项,这也会让TOR装备感受到压力山大。
明确了吧,两大门派招数各有见长,能够集百家之长并一直修炼,才是武功的最高境界!
VXLAN为目今云数据中心提供了强盛的大二层网络手艺支持,但由于其硬件方面限制,在实现方法上会保存较大差别。列位同仁在一样平常项目交付时,经常接触到“头端复制”方法的BUM报文处置惩罚机制,可以说是再熟悉不过了。但组播VXLAN实现方法也占有了数据中心泰半山河,为了突破无坚不摧的“铁桶阵”,我们还需多多学习组播心法。
