华为FusionSphere 5.1中的VxLAN技术详解及实施方案

VXLAN全称为Virtual Extensible LAN，是一种在现有网络架构上实现虚拟化的大二层网络技术，其主要目的是解决传统VLAN技术在扩展性和效率上的局限性。随着云计算和虚拟化的发展，随着虚拟机数量的增长，VLAN的数量限制和TOR（Top of the Rack）交换机的Mac地址空间不足问题日益凸显，VXLAN因此应运而生。 VXLAN的核心思想是利用UDP协议封装二层数据，创建一个三层隧道，通过IP组播替代传统的以太网广播，实现了BUM（Broadcast, Unknown Unicast, Multicast）报文的有效传递。VXLAN报文由24位的网络标识（VNI，Virtual Network Identifier）组成，区分不同的虚拟网络，同时包含源和目标VTEP（VXLAN Tunnel Endpoint）的MAC地址、VLAN类型以及Ethertype信息。 VTEP是VXLAN网络的关键组件，它连接物理网络并拥有物理网络的IP地址。虚拟机的数据报文通过VTEP进行封装，从而能在互联网上通行。VTEP接收到报文后解封装，依据规则将数据转发给相应的虚拟机。VXLAN网关则扮演着不同虚拟网络间以及虚拟网络与物理网络间通信的桥梁角色。 在组播学习过程中，当VM1加入同一VXLAN并发起ARP请求时，VTEP1会封装报文并广播至VTEP2所在的网络。VTEP2接收到报文后，学习到VM1的MAC地址与VTEP1的映射关系，并在本地网络广播。这个过程使得多播流量能够在虚拟网络内部高效传播。而在单播ARP应答阶段，目标VM3的响应会被VTEP2封装成单播报文，通过VTEP1的外层地址发送给源VM1。 华为的FusionSphere 5.1提供了全面的VXLAN解决方案，包括VXLAN的部署、管理和优化，旨在帮助企业构建灵活、高性能的虚拟网络环境，突破传统网络的界限，提升网络资源利用率和网络服务质量。通过VXLAN技术，企业能够应对大规模虚拟化环境中的网络需求，降低网络复杂性，同时保持良好的可扩展性和安全性。