overlay（又叫疊加網路、覆蓋網路）簡單理解就是把乙個邏輯網路建立在乙個實體網路之上。就好比c/s架構是overlay internet、最開始網路overlay **網路、現在語音通訊overlay ip 網路。我們現在說的overlay是將二層資料報重新封裝在udp中。比如ipsec over gre就是一種嵌入式封裝。
overlay是vmware nsx主要運用的技術，已經被ietf收錄。
網路overlay：主要針對物理伺服器，物理交換機作為邊緣裝置。（物理交換機為vtep節點）
主機overlay：針對虛擬化，vswitch作為網路邊緣裝置。（vswitch為vtep節點）
混合overlay：上面兩種的結合。（軟體vtep和硬體vtep之間需要標準協議互通）
vxlan：由cisco和vmware支援，l2 over udp ，會增加50個位元組的ip包頭。
nvgre：由微軟支援，l2 over gre ，會增加42位元組的包頭長度。（缺點是需要網路裝置支援gre）
stt：由vmware（nicira）支援，l2 over tcp，會增加58+76位元組。（需要修改tcp）
1、伺服器虛擬化技術，允許在物理機上執行多個mac位址各不相同的虛擬機器，隨著數量的增加，交換機上的mac位址表將劇烈膨脹，甚至需要mac覆蓋。
2、資料中心多以vlan為虛擬機器劃分網路，但是vlan數量受制於vlan(802.1q)協議4096，這遠遠滿足不了現實的需求。
3、多租戶環境的要求，其每個租戶都有自己隔離的網路環境，導致物理網路中每個租戶所分配的mac位址和vlan id會存在重疊的可能。
4、spanning tree protocol (stp)演算法會產生大量多路路徑冗餘。
5、支援遠距離虛擬機器遷移，避免處理複雜的l2 (vlan)網路環境。
6、tor(top of rack) switch鏈結著物理server，它記錄著各個server/vm相連的mac位址對映表。當位址對映表滿時，tor就會停止學習新的位址，這樣就會導致網路泛洪，直到有記錄過期被換出，騰出空閒表項。
vtep：用於建立vxlan隧道的端點裝置成為vtep，封裝和解封裝在vtep節點上進行。
vteps：表示乙個vxlan網路內的所有vtep。
vni：vxlan網路識別符號，占用vxlan報頭的24位
1、報文封裝格式：
udp埠使用目的4798
2、組播協議轉播mac
vxlan網路（表示乙個vxlan vni，比如vlan10、vlan20屬於兩個vlan網路，這裡乙個vxlan網路指比如vxaln10）和mac位址表有繫結關係，vni和ip組播位址有對映。在乙個vxlan網路中，每個vtep成員都需要知道自己下連所有終端的mac位址，同時需要知道其他所有vtep成員下所有終端的mac位址表，其他終端mac位址表是通過底層物理網路組播進行傳播，乙個vxlan網路乙個組播位址。由於vxlan最多可以有16m個網路，這就意為著對傳統網路的組播條目數不斷增加有一定挑戰。不過已經有一些網路廠商比如h3c，在sdn架構下有乙個控制器，所有的vtep把mac位址都**給他，他再進行分發給需要的vtep成員，所以在請求時只需要單播發送報文給控制器。
同樣，vxlan也有學習的功能，收到乙個報文時，會檢查自己有沒有相關資訊，如果沒有就會記錄源vni、源外層vtep的ip、源內層mac位址。
3、vxlan三層互通：
在vxlan網路下的終端和其他vxlan進行通訊或者和遠端訪問時，vxlan閘道器會對vxlan報文剝離，重新封裝為傳統的ip資料報送入網路。同樣，當遠端或者其他vxlan成員訪問本vxlan成員時，vxlan根據目的ip查詢所屬vxlan和所屬的vtep。重新封裝成vxlan報文送入目的地。
4、vxlan二層互通：
在一些特定情況下，需要vxlan網路和傳統網路在同乙個二層網路中時，vxlan網路用二層閘道器和傳統二層互通。當資料報到達vxlan二層閘道器時，剝離vxlan報文，重新打上目的網路對應的vlan 802.1q 標記後送入目的網路。反之，vxlan通過vlan編號獲取vxlan編號，再根據mac位址確定目的vtep的ip。然後進行**。
注意：如果vtep收到的來自vxlan報文中帶有vlan id的會給予丟棄，因為vlan id只是乙個本地資訊，**了沒有意義。所以連線vtep的交換機埠需要設定成access模式，而不是trunk模式。
vm1——vtep1——物理交換機——vtep2——vm2
1、vm1使用廣播傳送arp請求查詢vm2的mac位址。
2、vtep1收到vm1的廣播後，查詢自己的mac位址表，如果下聯終端沒有將封裝報文為vxlan，內層vni為100，外層目的位址為vxlan組播位址，外層源ip為vtep1位址。
3、通過多播組vtep2接受到vtep1的報文，解封裝後。記錄報文的內層vni、外層源vtep1的ip、內層mac位址。
4、vtep2通過廣播將資料報廣播到自己連線的終端下面。
5、vm2接受到arp請求後，做出回應。
6、vtep2接受到vm2的回應後，查詢流表，發現需要傳送給vtep1，重新把資料報進行封裝為vxlan並以單播的形式傳送給vtep1.
7、vtep1收到回應後，記錄內層vni、外層源vtep2的ip、內層vm2的mac位址。
8、vtep1解封裝後**給vm1。至此vm1收到了vm2的mac位址。
vm1——vtep1——物理交換機——vtep2——vm2
1、vm1給vm2傳送了乙個tcp報文。
2、vtep1收到報文後檢查vm1和vm2是否屬於乙個vni，（如果不屬於將**給vxlan閘道器）檢查後屬於乙個vni，需要**給vtep2。
3、vtep1封裝vxlan報文以單播的形式傳送給vtep2。
4、vtep2收到報文後解封裝，查詢流表。vm2是自己下聯終端。
5、vtep2單播的形式傳送給vm2，至此乙個報文傳送完畢。
Overlay網路技術之vxvlan
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