总结！LinuxVXLAN的配置与使用方法

　　今天要讲的主题是 Linux VXLAN，啥玩意？VXLAN？这有啥用？
　　先说说 VXLAN 是啥吧
　　VXLAN（Virtual eXtensible Local Area Network）是一种网络虚拟化技术，它能在三层网络基础上建立二层网络隧道，从而实现跨地域的二层互连，VXLAN可以改进大量虚拟机部署时所面临的租户隔离、扩展与可移植性问题，满足云计算对逻辑网络的需求。
　　VXLAN在源设备与目的设备之间建立一条逻辑VXLAN隧道，采用MAC in UDP（User Datagram Protocol）封装方式，将虚拟机发出的原始报文封装在UDP报文中，在外层使用物理网络的IP报文封装，这样可以通过传统网络进行路由与转发，从而使虚拟机彻底摆脱传统二、三层网络的结构限制。
　　上面说的比较枯燥，简单点来说，在当前云计算环境下，VXLAN完美的满足了多租户隔离、虚拟机跨地域/网络动态迁移等场景需求，也减少了物理网络对海量虚拟机的MAC、IP管理开销（被封装了）等等等，是当前主流的网络虚拟化技术。了解点 VXLAN 的一些名词
　　什么是VXLAN VTEP？
　　VTEP（VXLAN Tunnel Endpoints，VXLAN隧道端点）是VXLAN网络的边缘设备，是VXLAN隧道的起点和终点，负责数据包的VXLAN封装与解封装。
　　什么是VXLAN VNI？
　　VNI（VXLAN Network Identifier，VXLAN 网络标识符），VNI是一种类似于VLAN ID的用户标识，一个VNI代表了一个租户，属于不同VNI的虚拟机之间不能直接进行二层通信。
　　VNI在数据包之中占24比特，可支持1600万个VXLAN的同时存在，远多于VLAN的4094个，因此说可以支持大规模租户和海量虚拟机的部署。Linux VXLAN 的配置方式
　　说到本文正题了，在Linux上支持多种VXLAN的配置方式，一般我们能看到的是单播模式，也就是点对点配置VXLAN；另外也支持多播/组播模式，可以理解为支持在一个组内的VTEP节点之间的VXLAN通讯。
　　还有其它的使用方式，比如借助于控制平面来实现VXLAN的二层、三层互通，这个本文暂且不涉及，在后续文章中会进行更新。
　　Linux 对VXLAN的支持同样有内核版本需求，从kernel 3.7 版本开始，Linux就开始支持VXLAN；到了Kernel 3.12版本，Linux对VXLAN的支持已经完备，支持单播和组播，IPv4和IPv6等，所以大家如果使用CentOS，需要在8及以上版本使用，或者需要手工升级Kernel版本。
　　下面来具体介绍一下如何在Linux上实现VXLAN的配置与使用。点对点方式配置VXLAN
　　先来看看最简单的点对点 VXLAN 网络，环境中有两台主机node01、node02，充当VXLAN环境中的VTEP节点，通过它们的物理IP实现VXLAN互通。 节点的物理IP我们可以理解成Underlay IP，VXLAN IP可以理解为Overlay IP。
　　首先，在node01上创建VXLAN100，设置vni为100：$ ip link add VXLAN100 type VXLAN   id 100   dstport 4789   remote 192.168.1.202   local 192.168.1.201id 100：指定 VNI（VXLAN Network ID）的值，也就是常说的VXLAN iddstport：vtep节点之间通信的端口，这里指定使用常规的 4789 端口remote 192.168.1.202：远程 VTEP 节点的 Underlay IP 地址local 192.168.1.201：本机 VTEP 节点的 Underlay IP 地址
　　对创建出来的VXLAN接口配置 Overlay 地址：$ ip link set VXLAN100 up $ ip addr add 10.1.1.11/24 dev VXLAN100
　　最后检查一下配置：[root@node01 ~]# ip -d link show dev VXLAN100 6: VXLAN100:  mtu 1500 qdisc noqueue state UNKNOWN mode DEFAULT group default qlen 1000  link/ether e6:23:11:c2:30:a4 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff promiscuity 0  VXLAN id 100 remote 192.168.1.202 local 192.168.1.201 srcport 0 0 dstport 4789 ageing 300 udpcsum noudp6zerocsumtx noudp6zerocsumrx addrgenmode eui64 numtxqueues 1 numrxqueues 1 gso_max_size 65536 gso_max_segs 65535
　　node02 节点上做同样的配置，注意两个节点要使用相同的vni，也就是VXLAN id要保持一致 具体命令如下：$ ip link add VXLAN100 type VXLAN id 100 dstport 4789 remote 192.168.1.201 local 192.168.1.202  $ ip link set VXLAN100 up $ ip addr add 10.1.1.12/24 dev VXLAN100
　　Overlay层测试一下连通性：$ ping 10.1.1.12
　　总结一下，在VTEP节点上创建VXLAN接口，配置使用源、目的Underlay IP等，之后在VXLAN接口上配置Overlay ip，即可模拟实现overlay层的互联互通。
　　在单播模式下，节点之间的VXLAN通讯需要建立点对点的链接，多节点的情况下需要 FULL mesh 全互联模式，需要手动处理接口互联地址、路由关系，比较复杂。组播模式
　　如果 VXLAN 要使用多播模式，需要底层的网络支持多播功能，多播地址范围为 224.0.0.0~239.255.255.255，这里使用 224.0.0.1。
　　为了更好的展示VXLAN的应用，这里来展示一下多节点虚拟机之间通过组播来实现VXLAN通讯，为了简化环境，这里使用 docker 容器来代替虚拟机进行场景展示。
　　docker 容器运行在Overlay层，通过底层的VXLAN封装，实现Overlay容器之间的互联互通，需要在节点上提前安装docker软件，过程略。
　　首先看看docker network的默认配置：[root@node01 ~]# docker network ls NETWORK ID        NAME          DRIVER       SCOPE 29bf76efa7dd       bridge          bridge         local d1e50e589bd6      host             host             local 81bd61b4d15f       none            null             local
　　由于之后的操作需要手工指定docker容器ip，默认的docker网络中不支持此操作，因此需要手工创建和使用docker自定义网络。
　　创建docker 网络 testnetwork，指定ip地址段：[root@node01 ~]# docker network create --subnet 172.16.0.0/16 testnetwork 6df35f5229e48a1278562bb2b5723345be53722468eeff8488424b38b6e2aaf3 [root@node01 ~]# ip addr 10: br-6df35f5229e4:  mtu 1500 qdisc noqueue state DOWN group default  link/ether 02:42:85:27:3f:8c brd ff:ff:ff:ff:ff:ff  inet 172.16.0.1/16 brd 172.16.255.255 scope global br-6df35f5229e4  valid_lft forever preferred_lft forever [root@node01 ~]# docker network ls NETWORK ID             NAME             DRIVER             SCOPE 29bf76efa7dd            bridge             bridge               local d1e50e589bd6           host                 host                 local 81bd61b4d15f            none                null                 local 6df35f5229e4             testnetwork     bridge             local
　　在创建docker testnetwork后，在系统侧会创建一个bridge（这里br-c17ed9de37c6），可以通过ip addr、brctl show等命令查看，容器间会通过这个br来实现数据交互。[root@node01 ~]# brctl show bridge name          bridge id                    STP enabled    interfaces br-c17ed9de37c6   8000.0242db55ee4c   no   docker0                  8000.02423c9601c2    no
　　启动一个容器vm01，并指定IP地址：$ docker run -id --network testnetwork --ip 172.16.0.11 --name vm01 centos $ docker exec -it vm01 bash[root@node01 ~]# docker run -id --network testnetwork --ip 172.16.0.11 --name vm01 centos 2b3bbd354a24d183e1bb7083ae879818fb185aeaffb133166063fa8ffc080ce5 [root@node01 ~]# docker ps CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES 2b3bbd354a24 centos ＂/bin/bash＂ 6 seconds ago Up 4 seconds vm01 [root@node01 ~]# docker exec -it vm01 bash [root@2b3bbd354a24 /]# ip addr 12: eth0@if13:  mtu 1500 qdisc noqueue state UP group default  link/ether 02:42:ac:10:00:0b brd ff:ff:ff:ff:ff:ff link-netnsid 0  inet 172.16.0.11/16 brd 172.16.255.255 scope global eth0  valid_lft forever preferred_lft forever
　　这里看到，创建出的容器地址为我们手工指定的172.16.0.11。
　　好，下面创建VXLAN网络
　　创建VXLAN100，vni 100，这里使用了group参数，组播地址设定为224.0.0.1：$ ip link add VXLAN100 type VXLAN id 100 dstport 4789 group 224.0.0.1 dev eth0 ttl 10 $ ip link set VXLAN100 up
　　将VXLAN100桥接到testnetwork的br上：[root@node01 ~]# brctl addif br-c17ed9de37c6 VXLAN100 [root@node01 ~]# brctl show bridge name               bridge id                   STP enabled               interfaces br-c17ed9de37c6        8000.0242db55ee4c no                              vethd65448c                                                                                                         VXLAN100 docker0                       8000.02423c9601c2 no
　　在其它节点同样执行以上操作，注意使用相同的组播地址即可，另外分别创建容器，地址为172.16.0.12、172.16.0.13，具体过程请自行配置。
　　检查连通性：[root@node01 ~]# docker exec -it vm01 bash [root@2b3bbd354a24 /]# ping 172.16.0.12 PING 172.16.0.12 (172.16.0.12) 56(84) bytes of data. 64 bytes from 172.16.0.12: icmp_seq=1 ttl=64 time=4.06 ms 64 bytes from 172.16.0.12: icmp_seq=2 ttl=64 time=0.586 ms ^C --- 172.16.0.12 ping statistics ---
　　在节点上通过tcpdump抓取数据包，来看看VXLAN数据包结构：[root@node02 ~]# tcpdump -i eth0 udp dst port 4789 -c 2 -v -n  tcpdump: listening on eth0, link-type EN10MB (Ethernet), capture size 262144 bytes 18:34:31.145767 IP (tos 0x0, ttl 10, id 35741, offset 0, flags [none], proto UDP (17), length 134)  192.168.1.201.34388 > 192.168.1.202.4789: VXLAN, flags [I] (0x08), vni 100 IP (tos 0x0, ttl 64, id 20260, offset 0, flags [DF], proto ICMP (1), length 84)  172.16.0.11 > 172.16.0.12: ICMP echo request, id 10, seq 1182, length 64 18:34:31.145866 IP (tos 0x0, ttl 10, id 47686, offset 0, flags [none], proto UDP (17), length 134)  192.168.1.202.50208 > 192.168.1.201.4789: VXLAN, flags [I] (0x08), vni 100 IP (tos 0x0, ttl 64, id 60911, offset 0, flags [none], proto ICMP (1), length 84)  172.16.0.12 > 172.16.0.11: ICMP echo reply, id 10, seq 1182, length 64 2 packets captured 2 packets received by filter 0 packets dropped by kernel
　　可以看到VXLAN UDP报文的信息，如 VTEP 源、目的地址，vni id，以及原始的ICMP报文等。
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