VXLAN封装与转发：Linux原生支持解析

"VXLAN是一种网络虚拟化技术，用于扩展数据中心的Layer 2网络跨越Layer 3网络。本文将继续深入探讨VXLAN的概念，重点在于VXLAN的数据包转发流程和Linux系统对VXLAN的原生支持。" 在VXLAN（Virtual Extensible LAN）网络中，VXLAN隧道是在VTEP（Virtual Tunnel End Point）之间建立的，用于在不同的Layer 3网络之间传输封装的Layer 2数据。VTEP是VXLAN的关键组件，它负责将传统二层报文封装到VXLAN头、UDP头和外层IP头中，并进行相应的解封装操作，使得不同VLAN内的设备能够相互通信。 当Host-A向Host-B发送数据时，VTEP-1首先接收这个数据包，并查找其MAC地址映射表，确定Host-B对应的VTEP-2。VTEP-1对数据包进行VXLAN封装，添加VXLAN头（包含VNI - VLAN Network Identifier），UDP头（使用端口8472），以及新的IP和MAC头。这个新IP头的目标地址是VTEP-2的IP，源地址是VTEP-1的IP，MAC头的目标地址则是Router-1的MAC。数据包随后通过外部网络的路由器按照外层IP头进行转发，最终到达VTEP-2所在的Router-2。VTEP-2解封装数据包，恢复原始的MAC和IP信息，将数据包送达Host-B。 Linux系统对VXLAN提供了原生支持，允许在没有专用硬件的情况下实现VTEP功能。这主要通过Linux内核的VXLAN模块来完成。Linux上的VXLAN工作流程如下： 1. 创建一个UDP套接字，通常监听8472端口，这是VXLAN协议的标准端口。 2. 当VXLAN数据包到达此套接字时，Linux内核会解封装数据，解析VXLAN头中的VNI。 3. 内核根据VNI将数据包转发给对应的VXLAN接口，这个接口与Linux桥接设备相连。 4. 数据包通过VXLAN接口和Linux桥接设备传递给虚拟机。 此外，OpenvSwitch也是一个流行的开源解决方案，它支持VXLAN，并提供更高级的功能，如流表和策略控制，但其具体实现细节将在后续章节中讨论。 VXLAN技术通过在Layer 3网络上构建Layer 2虚拟网络，解决了传统网络的扩展性和隔离性问题，为大型数据中心和云环境提供了灵活且高效的网络架构。Linux对VXLAN的原生支持则使得这种网络虚拟化技术可以在各种环境中轻松部署和管理。