基于VxLAN技术构建5G LAN网络.docx

2基于VXLAN的5GLAN技术实现

21概念介绍

2.1.1VXLAN

VXLAN(VirtualeXtensibleLAN,可扩展虚拟局域网络)是基于IP网络、采用“MACinUDP”封装形式的二层VPN技术。VXLAN可以基于已有的服务提供商或企业IP网络，为分散的物理站点提供二层互联，并能够为不同的租户提供业务隔离。

1.VXLAN网络模型

VXLAN技术将已有的三层物理网络作为Underlay网络，在其上构建出虚拟的二层网络，即Overlay网络。Overlay网络通过封装技术、利用Underlay网络提供的三层转发路径，实现租户二层报文跨越三层网络在不同站点间传递。对于租户来说，Underlay网络是透明的，同一租户的不同站点就像工作在一个局域网中。

图1VXLAN网络模型示意图

VSINXLAN

VSINXLAN10VsIXLAN10

Overlaynotwork

VTEP1

Sine2

P

IP核心网络

Site1

Underlaynetwork

VTEP2

如图1所示，VXLAN的典型网络模型中包括如下几部分：

●用户终端(Terminal):用户终端设备可以是PC机、无线终端设备、服务器上创建的VM

(VirtualMachine,虚拟机)等。不同的用户终端可以属于不同的VXLAN。属于相同VXLAN的用户终端处于同一个逻辑二层网络，彼此之间二层互通；属于不同VXLAN的用户终端之间二层隔离。VXLAN通过VXLANID来标识，VXLANID又称VNI(VXLANNetworkIdentifier,VXLAN网络标识符),其长度为24比特。

·VTEP(VXLANTunnelEndPoint,VXLAN隧道端点):VXLAN的边缘设备。VXLAN的相关处理都在VTEP上进行，例如识别以太网数据帧所属的VXLAN、基于VXLAN对数据帧进行二层转发、封装/解封装报文等。

·VXLAN隧道：两个VTEP之间的点到点逻辑隧道。VTEP为数据帧封装VXLAN头、UDP头和IP头后，通过VXLAN隧道将封装后的报文转发给远端VTEP,远端VTEP对其进行解封装。

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●核心设备：IP核心网络中的设备(如图1中的P设备)。核心设备不参与VXLAN处理，仅需要根据封装后报文的目的IP地址对报文进行三层转发。

·VSI(VirtualSwitchInstance,虚拟交换实例):VTEP上为一个VXLAN提供二层交换服务的虚拟交换实例。VSI可以看作是VTEP上的一台基于VXLAN进行二层转发的虚拟交换机，它具有传统以太网交换机的所有功能，包括源MAC地址学习、MAC地址老化、泛洪等。VSI与VXLAN一—对应。

AC(AttachmentCircuit,接入电路):VTEP连接本地站点的物理电路或虚拟电路。在VTEP上，与VSI关联的三层接口或以太网服务实例(serviceinstance)称为AC。其中，以太网服务实例在二层以太网接口上创建，它定义了一系列匹配规则，用来匹配从该二层以太网接口上接收到的数据帧。

2.VXLAN报文封装格式

如图2所示，VXLAN报文的封装格式为：在原始二层数据帧外添加8字节VXLAN头、8字节UDP头和20字节IP头。其中，UDP头的目的端口号为VXLANUDP端口号(缺省为4789)。VXLAN头主要包括两部分：

·标记位：“I”位为1时，表示VXLAN头中的VXLANID有效；为0,表示VXLANID无效。其他位保留未用，设置为0。

·VXLANID:用来标识一个VXLAN网络，长度为24比特。图2VXLAN报文封装示意图

外层IP头

外层IP头外层UDP头VXLAN头

保留未用标记位

保留未用

RRRRIRRR

VXLAN

VXLANID

3.VXLAN运行机制

VXLAN运行机制可以概括为：

(1)发现远端VTEP,在VTEP之间建立VXLAN隧道，并将VXLAN隧道与VXLAN关联。

(2)识别接收到的报文所属的VXLAN,以便将报文的源MAC地址学习到VXLAN对应的VSI,并在该VSI内转发该报文。

(3)学习用户终端的MAC地址。

(4)根据学习到的MAC地址表项转发报文。

2.1.2EVPN

1.EVPN概述

EVPN(Ethernet