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 192.168.1.201- id 100：指定 VNI（VXLAN Network ID）的值，也就是常说的VXLAN id
- dstport：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 VXLAN100Overlay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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