vmware虚拟交换机二层详解

Posted 2021-02-19

一、背景介绍

实验室进了一批新设备，计划用vmware搭建集群，使用华为S5700三层交换机将管理与业务网分离，架构拓扑如下：

物理交换机的1--12口为管理口，端口类型为access，pvid为10；物理交换机13--20口为业务口，端口类型为trunk，pvid为20；21--24口为物理交换机上联接口，网关位于三层交换机的vlanif接口上

二、问题描述

配置完成后，管理网络通信正常，但此时发现业务网络通信异常，问题如下：
规划业务口走vlan20，所以，在业务的虚拟交换机端口组上给的VID是20

业务口上联至物理交换机的13口，链路状态是TRUNK，物理接口配置如下：

业务网络的网关在物理交换机的vlanif20口上

此时发现，这么配置后VM没法ping通网关，如果把虚拟交换机端口组的VID改成0或者4095，VM都可以ping通网关

三、问题定位

仔细观察虚拟交换机，发现数据包从vm出来后2次经过了虚拟交换机，并不是之前以为的1次，标记1处的vid可以在端口组上设置，标记2处的端口类型与pvid在vmware产品中有默认设置，不允许用户修改

通过实践得出结论，标记处2的端口类型为trunk，且trunk pvid为1，此时的数据报文传输如下图所示：

此时入方向的二层传输路径为：

1. vm发出纯以太网帧
2. 进入虚拟交换机时，打上tag20
3. 离开虚拟交换机时，trunk允许报文带tag20通过
4. 进入物理交换机时，trunk允许报文带tag20进入交换模块

此时报文已经进入物理交换机的内部，数据在返回时二层传输路径为：

1. 此时报文在物理交换机内部tag为20，且物理交换机trunk口的pvid也为20，所以报文在离开物理交换机端口时剥离tag，以纯以太网帧离开物理交换机
2. 进入虚拟交换机时，打上trunk口的pvid，此时tag为1
3. 但vm连接虚拟交换机的端口组tag为20，所以不通

四、解决方法

在明白了问题点后，按照上面数据报文的流经过程，就能解释出为什么将虚拟交换机端口组（标签1）处的vid设置为0或者4095可以正常通信，而根据规划，业务网络的vid为20，此时只需要将物理交换机trunk口的pvid改为1，就可以正常通信，具体的通信过程为：

1. vm发出纯以太网帧
2. 经过虚拟交换机端口组时，打上tag20
3. 携带tag20离开虚拟交换机trunk端口
4. 携带tag20进入物理交换机内部
5. 携带tag20离开物理交换机trunk端口
6. 携带tag20通过虚拟交换机trunk端口，进入交换模块
7. 离开虚拟交换机access端口时，剥离tag20，以纯以太网帧送往vm

五、总结

通过上述特征，可以得出以下几个结论：

1. 所有进入交换机内部的报文都是携带tag的
2. vmware虚拟交换机的上行口尽管不能配置，端口类型为trunk，且pvid为1，允许所有vlan通过
3. 虚拟交换机的端口组vid为0时，端口类型为access，pvid为1；vid为4095时，端口类型为trunk，pvid为1，且允许所有vlan通过（vid4095之前有文章介绍，此处不再赘述）