使用ESNP完成SDN技术静态方式VXLAN实现同子网（不同VLAN）的通信

Posted 2021-11-06

1.SDN线路

2006年斯坦福大学发布 OpenFlow，网络设备转发和控制面分离，通过集中的控制面实现网络流量的灵活控制
华为数据中心SDN的核心特征是适度的转控分离结合之外, 通过管理与控制分离, 实现网络业务自动化发放, 助力数据中心业务实现敏捷发放.
当下的SDN商业产品

您可以看到思科、华为等传统网络产品大佬依旧走着“一条道走到黑”的路子，即自有控制器+自由硬件转发设备+VXLAN的路子。但请注意，“大佬决定历史”

2.华为SDN的控制器和Vxlan

华为Agile Controller（DCN）即其数据中心下的SDN控制器，即界面如下图所示

Overlay 在网络技术领域，指的是一种网络架构上叠加的虚拟化技术模式，其大体框架是对基础网络不进行大规模修改的条件下，实现应用在网络上的承载，并能与其它网络业务分离，并且以基于IP的基础网络技术为主。Overlay 技术是在现有的物理网络之上构建一个虚拟网络，上层应用只与虚拟网络相关（比如GRE隧道等技术）。
Overlay网络主要由三部分组成:1.边缘设备：是指与虚拟机直接相连的设备 2.控制平面,主要负责虚拟隧道的建立维护以及主机可达性信息的通告3. 转发平面,承载 Overlay 报文的物理网络
由于这个定义才引出了VxLAN，它也是一种overlay技术
VXLAN在支持SDN，多租户等方面能力更强，因此成为业界的技术热点。

VXLAN的优势：
基于IP的overlay，仅需要边界设备间IP可达。
隧道间水平分割、IP overlay TTL避免环路。
数据流量基于IP路由 SPF及ECMP快速转发。
网络变化实时侦听全网拓扑毫秒收敛。
Overlay+VNI构建虚拟网络，支持多达16Ｍ的虚拟网络。
物理设备、vSwitch均能够部署。

3.使用ESNP完成SDN技术静态方式VXLAN实现同子网（不同VLAN）的通信

VXLAN(Virtual Extensible LAN，虚拟可扩展局域网)是目前NVO3中影响力最为广泛的一种。它通过LMAC in UDP的报文封装方式，实现基于IP overlay的虚拟局域网。
VXLAN网络中的NVE以VTEP进行标识，VTEP（VXLAN Tunnel EndPoint，VXLAN隧道端点；
每一个NVE至少有一个VTEP，VTEP使用NVE的IP地址表示；
两个VTEP可以确定一条VXLAN隧道（点到点方式）。
VXLAN网络中的NVE以VTEP进行标识，VTEP（VXLAN Tunnel EndPoint，VXLAN隧道端点）；
每一个NVE至少有一个VTEP，VTEP使用NVE的IP地址表示；
两个VTEP可以确定一条VXLAN隧道，VTEP间的这条VXLAN隧道将被两个NVE间的所有VNI所公用。
VTEP可以对VXLAN报文进行封装和解封装。
VXLAN报文中源IP地址为源端VTEP的IP地址，目的IP地址为目的端VTEP的IP地址。一对VTEP地址就对应着一条VXLAN隧道。在源端封装报文后通过隧道向目的端VTEP发送封装报文，目的端VTEP对接收到的封装报文进行解封装。

网络标识VNI（VXLAN Network Identifier）
类似于传统网络中的VLAN ID，用于区分VXLAN段，不同VXLAN段的租户不能直接进行二层通信。一个租户可以有一个或多个VNI，VNI由24比特组成，支持多达16M的租户
VNI-24比特，用于标识虚拟网络，最大支持16M。相同的VNI，读者可以理解为相同的VLAN
在用户看来依旧是在同一个网络中，如图×××VLAN可以直接访问×××VLAN，其他拒绝

我们通过如下实验来完成对VXLAN的进一步理解
拓扑：

步骤1.完成底层的IGP，为后续BGP以及其他协议做前置准备

即underlay网络（借助OSPF实施完毕的传统IP网络）实施完毕。验证如下：
协议验证

[~SPINE-GE1/0/1]dis ospf peer brief 
OSPF Process 1 with Router ID 3.3.3.3
Area Id         Interface                  Neighbor id      

State       
 0.0.0.0         GE1/0/0                    1.1.1.1          

Full        
 0.0.0.0         GE1/0/1                    2.2.2.2          

Full  

数据测试：ping -a 3.3.3.3 1.1.1.1
  PING 1.1.1.1: 56  data bytes, press CTRL_C to break
    Reply from 1.1.1.1: bytes=56 Sequence=1 ttl=255 time=18 ms
    Reply from 1.1.1.1: bytes=56 Sequence=2 ttl=255 time=5 ms
ping -a 3.3.3.3 2.2.2.2
  PING 2.2.2.2: 56  data bytes, press CTRL_C to break
    Reply from 2.2.2.2: bytes=56 Sequence=1 ttl=255 time=10 ms
    Reply from 2.2.2.2: bytes=56 Sequence=2 ttl=255 time=6 ms

步骤2.业务接入点实施

Leaf1
interface GE1/0/2
 description Conn2ACCESS
 undo shutdown //保证连接接入网络的接口开启
bridge-domain 10 //创建桥接域10
vxlan vni ?
  INTEGER<1-16777215>  Value of VXLAN network identifier //可以看到VXLAN的网络标识范围是16M
vxlan vni 10 //配置VLXAN的VNI 标记
interface g1/0/2.1 mode l2 //创建2层子接口，用于和BD绑定
 encapsulation dot1q vid 10 //dot1q在封装vxlan之前要先拿掉帧中的VLAN TAG（解耦，即VLAN不在有意义）。此处VID为发出帧的TAG
 bridge-domain 10 //BD域和子接口绑定，以方便携带TAG10的帧可以通过子接口转发，而后续BD会和VNI结合
[Leaf1]display bridge-domain 
The total number of bridge-domains is : 1
--------------------------------------------------------------------------------
MAC_LRN: MAC learning;         STAT: Statistics;         SPLIT: Split-horizon;
BC: Broadcast;                 MC: Unknown multicast;    UC: Unknown unicast;
*down: Administratively down;  FWD: Forward;             DSD: Discard;
--------------------------------------------------------------------------------

BDID       State MAC-LRN STAT    BC  MC  UC  SPLIT   Description
--------------------------------------------------------------------------------
10         up    enable  disable FWD FWD FWD disable  
！
Leaf2
interface GE1/0/2
 description Conn2ACCESS
 undo shutdown
bridge-domain 20
vxlan vni 10
interface g1/0/2.1 mode l2
 encapsulation dot1q vid 20
 bridge-domain 20
[Leaf2]display bridge-domain  
The total number of bridge-domains is : 1
--------------------------------------------------------------------------------
MAC_LRN: MAC learning;         STAT: Statistics;         SPLIT: Split-horizon;
BC: Broadcast;                 MC: Unknown multicast;    UC: Unknown unicast;
*down: Administratively down;  FWD: Forward;             DSD: Discard;
--------------------------------------------------------------------------------

BDID       State MAC-LRN STAT    BC  MC  UC  SPLIT   Description
--------------------------------------------------------------------------------
20         up    enable  disable FWD FWD FWD disable

步骤3.创建VXLAN隧道

即创建VXLAN隧道

配置头端复制功能
Leaf：
interface Nve 1 //创建逻辑接口NVE1
 source 1.1.1.1 //配置VTEP的源地址
 vni 10 head-end peer-list 2.2.2.2 //注意两侧NVE的VNI的ID相同
！
Leaf2
interface Nve1
 source 2.2.2.2
 vni 10 head-end peer-list 1.1.1.1
[~Leaf1]dis vxlan vni 
Number of vxlan vni : 1
VNI            BD-ID            State   
---------------------------------------
10             10               up 

步骤4.实验数据通断
主机发送数据到另外一个网络的终端

PC>ping 172.16.1.2

Ping 172.16.1.2: 32 data bytes, Press Ctrl_C to break
From 172.16.1.2: bytes=32 seq=1 ttl=128 time=93 ms
From 172.16.1.2: bytes=32 seq=2 ttl=128 time=78 ms
From 172.16.1.2: bytes=32 seq=3 ttl=128 time=78 ms
From 172.16.1.2: bytes=32 seq=4 ttl=128 time=78 ms
From 172.16.1.2: bytes=32 seq=5 ttl=128 time=47 ms

--- 172.16.1.2 ping statistics ---
  5 packet(s) transmitted
  5 packet(s) received
  0.00% packet loss
  round-trip min/avg/max = 47/74/93 ms

实验完成