二层MAC学习及BUM报文转发

https://support.huawei.com/enterprise/zh/doc/EDOC1100023543?section=j018

在VXLAN网络中，同子网虚拟机的互通是通过查找MAC表进行转发。如下图所示，VM1给VM2发送报文时，经过VTEP1转发，VTEP1上需要学习到VM2的MAC地址。

最初的VXLAN标准并没有定义控制平面，VTEP之间无法传递学习到的主机MAC地址。但是VXLAN有着与传统以太网非常相似的MAC学习机制，当VTEP接收到VXLAN报文后，会记录源VTEP的IP、虚拟机MAC和VNI到本地MAC表中，这样当VTEP接收到目的MAC为此虚拟机的MAC时，就可以进行VXLAN封装并转发。

图7-5 MAC学习示意图

以VTEP2学习到VM1的MAC过程为例：

1. VM1发送目的地址为VM2的报文。
2. VTEP1接收到报文后，进行VXLAN封装，并将其转发至VTEP2。同时，VTEP1可以学习到VM1的MAC地址、VNI、入接口。
3. VTEP2接收到报文后，对报文进行解封装。同时，VTEP2可以学习到VM1的MAC地址、VNI、入接口（为VTEP1）。

经过上述流程，VTEP1和VTEP2可以学习到VM1的MAC地址。VTEP1和VTEP2学习到VM2的MAC地址过程与之类似。

BUM报文转发

前面描述的报文转发过程都是已知单播报文转发，如果VTEP收到一个未知地址的BUM报文（广播、组播、未知单播）如何处理呢。与传统以太网BUM报文转发类似，VTEP会通过泛洪的方式转发流量。

图7-6 BUM报文转发示意图

以上图中VM1想向VM2发送报文为例，因为VM1不知道VM2的MAC地址，所以会发送ARP广播报文请求VM2的MAC地址。

1. VM1发送ARP广播请求，请求VM2的MAC地址。
2. VTEP1收到ARP请求后，因为是广播报文，VTEP1会在该VNI内查找所有的隧道列表，依据获取的隧道列表进行报文封装后，向所有隧道发送报文，从而将报文转发至同子网的VTEP2和VTEP3。
3. VTEP2和VTEP3接收到报文后，进行解封装，得到VM1发送的原始ARP报文，然后转发至VM2和VM3。
4. VM2和VM3接收到ARP请求后，比较报文中的目的IP地址是否为本机的IP地址。VM3发现目的IP不是本机IP，故将报文丢弃；VM2发现目的IP是本机IP，则对ARP请求做出应答。

   由于此时VM2上已经学习到了VM1的MAC地址，所以ARP应答报文为已知单播报文，转发流程与前文描述的一致，此处不在赘述。

5. VM1收到VM2的ARP应答后，就可以学习到VM2的MAC地址。后续的转发流程同已知单播转发流程一致。

   VXLAN网关部署

   与不同VLAN需要通过三层网关互通一样，VXLAN中不同VNI的互通也需要有三层网关。

   在典型的“Spine-Leaf”VXLAN组网结构下，根据三层网关的部署位置不同，VXLAN三层网关可以分为集中式网关和分布式网关。

   集中式网关部署

   集中式网关是指将三层网关集中部署在Spine设备上，如下图所示，所有跨子网的流量都经过三层网关进行转发，实现流量的集中管理。

   图7-7 集中式网关组网示意图
   

   集中式网关部署方式可以对跨子网流量进行集中管理，网关的部署和管理比较简单，但是因为同Leaf下跨子网流量也需要经过Spine转发，所以流量转发路径不是最优。同时，所有通过三层转发的终端租户的表项都需要在Spine上生成。但是，Spine的表项规格有限，当终端租户的数量越来越多时，容易成为网络瓶颈。

   分布式网关部署

   VXLAN分布式网关是将Leaf节点作为VXLAN隧道端点VTEP，每个Leaf节点都可作为VXLAN三层网关，Spine节点不感知VXLAN隧道，只作为VXLAN报文的转发节点。

   图7-8 分布式网关组网示意图
   

   在Leaf上部署VXLAN三层网关，即可实现同Leaf下跨子网通信。此时，流量只需要在Leaf节点进行转发，不再需要经过Spine节点，从而节约了大量的带宽资源。同时，Leaf节点只需要学习自身连接虚拟机的ARP表项，而不必像集中三层网关一样，需要学习所有虚拟机的ARP表项，解决了集中式三层网关带来的ARP表项瓶颈问题，网络规模扩展能力强。

   对于分布式网关场景，因为需要在三层网关间传递主机路由才能保证虚拟机间互通，所以需要有控制平面来进行路由的传递。下一章节就是描述EVPN作为控制平面技术在VXLAN网络里的应用。