1. Warum VXLAN?

IEEE 802.1Q VLANs sind auf 4,094 IDs pro Broadcast-Domain beschränkt – eine harte Beschränkung in Multi-Tenant-Datenzentren, in denen Tausende von Kundensegmenten auf gemeinsame Infrastruktur koexistieren müssen. VXLAN (Virtual eXtensible LAN, ) löst dies durch die Verkapselung von Ethernet-Rahmen innerhalb von UDP/IP mit einem 24-Bit-VNI (VXLAN Network Identifier) um bis zu 16,7 Millionen logische Segmente zu unterstützen.

VXLAN entkoppelt die virtuelle Layer 2 -Topologie aus der physischen Layer 3 -Unterlage und ermöglicht eine Standard-IP-Routing (ECMP, OSPF, BGP) zwischen VXLAN Tunnel Endpoints (VTEPs) ohne VLAN-Strecke. Der äußere UDP-Header nutzt den Zielhafen (IANA zugewiesen; Früheinsätze verwendet 8472). Gesamtverkapselung über Kopf ist ~50 Bytes über IPv4, ~70 Bytes über IPv6.

Kapselungsstapel (RFC 7348):

2. VTEP Entdeckungsmethoden

VTEPs muss Peer VTEPs entdecken, um Tunnel einzurichten und BUM (Broadcast, Unknown Unicast, Multicast) Verkehr zu verteilen. In der Praxis werden drei Mechanismen eingesetzt:

MethodeWie es funktioniertProsNegativ
MulticastJede VNI-Karten zu einer PIM-Multicast-Gruppe in der Unterlage; BUM-Verkehr wird zu dieser Gruppe geflutetEinfache, automatische Peer EntdeckungErfordert PIM Multicast in Underlay; viele Operatoren deaktivieren Multicast
Zurück zur ÜbersichtJeder VTEP hält eine explizite Unicast-Liste von entfernten VTEPs pro VNI; BUM-Verkehr wird zu jedem Peer repliziertKeine Multicast erforderlichKopfende repliziert O(N) pro BUM-Paket; statische Peerlisten erfordern manuelle Wartung
BGP EVPNRT-3 IMET-Strecken bewerben VTEP-Mitgliedschaft; RT-2-Strecken vertreiben MAC+IP-Bindungen; keine Flut-und-learnControl-plane MAC-Learning; ARP-Unterdrückung; Skalen auf Tausende von VTEPs; StandardBGP-Stack auf allen VTEPs oder Routenreflektoren erforderlich

Moderne Greenfield Rechenzentren verwenden BGP EVPN ausschließlich. Multicast und Ingress-Replikation sind Vermächtnis-Ansätze, die noch in Brownfield-Umgebungen gefunden werden.

3. BGP EVPN Routentypen

BGP EVPN () verwendet AFI 25 (L2VPN) / SAFI 70 (EVPN), um fünf Routentypen zu verteilen. RT-5 getrennt definiert (Oktober 2021).

RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RTNameZweckSchlüsselfelder NLRI
1Ethernet Auto-EntdeckungPer-ES und per-EVI Massenentzug auf Link-Versagen; Aliasing für all-aktive Multi-homing-LastausgleichRD, ESI, Ethernet Tag ID, MPLS Label
2.MAC/IP WerbungMAC-Adressen (und optional das gebundene IP) verteilen, um ARP-Unterdrückung zu ermöglichen und Überschwemmungen zu beseitigenRD, ESI, VLAN-Tag, MAC-Adresse, IP-Adresse (optional), L2VNI + L3VNI-Labels
3Inclusive Multicast Ethernet Tag (IMET)Advertise VTEP Erreichbarkeit pro VNI; verwendet, um Ingress-Replikationslisten zu erstellen und BUM-Forwarding auszulösenRD, Ethernet Tag ID, Originating Router IP (VTEP-Adresse); PMSI Tunnel Attribut trägt VNI und Tunneltyp
ANHANGEthernet Segment RouteDesignated Forwarder (DF) Wahl zwischen PEs, die ein Ethernet-Segment teilen; stellt nur ein PE vor BUM in das CE-SegmentRD, ESI, Originator Router IP
5.IP Prefix Route IP-Präfixe in die EVPN-Overlay für Inter-Subnet-Routing einbinden; erfordert ein dediziertes L3VNI (Transit VNI)RD, Ethernet Tag ID, IP-Präfixlänge, IP-Präfix, GW IP-Adresse, L3VNI-Label
Gemeinsame Dokumentationsfehler:

4. Symmetric vs Asymmetric IRB

Integriertes Routing und Bridging (IRB) wird beschrieben, wie VTEP den Verkehr zwischen Overlay-Subnetzen durchlaufen. Zwei Modelle sind definiert in :

asymmetrische IRB:Bestimmung

Symmetrische IRB:L3VNI

Asymmetrische IRBSymmetrische IRB
L2VNIs benötigt pro VTEPAlle VNIs im StoffNur lokal angebrachte Subnetze
L3VNI (Transit VNI)Nicht erforderlichErforderlich — eine pro VRF
Routing HopfenIngress VTEP nurIngress und egress VTEPs
SkalaArme (alle VNIs überall)Gut (nur lokale Subnetze)
RT-5 PräfixeNicht unterstütztUnterstützt (Verwendungen L3VNI)

5. ARP Unterdrückung

Ohne EVPN wird eine ARP-Anfrage von einem Host in seinen VNI übertragen und auf jeden VTEP im Stoff geflutet. Mit BGP EVPN verteilen RT-2 Routen MAC+IP Bindungen an alle VTEPs, sobald Hosts erlernt werden. Wenn ein Host ARPs für eine Remote-IP, der lokale VTEP antwortet direkt von seiner BGP-bevölkerten Tabelle - kein ARP-Paket überquert das VXLAN-Gewebe. Dies eliminiert die BUM-Überflutung für bekannte Gastgeber und ist besonders in Stoffen mit Tausenden von VMs pro VTEP schlagartig.

ND (Neighbor Discovery) Unterdrückung funktioniert identisch für IPv6 — RT-2 Routen tragen IPv6-Adressen im IP-Feld der NLRI, und die VTEP beantwortet NS-Nachrichten lokal.

6. Multi-Homing und ESI

Ein Ethernet-Segment-Identifier (ESI) ist ein 10-Byte-Identifier, der dem logischen Bündel zugeordnet ist, das ein CE-Gerät mit mehreren PE-VTEPs verbindet. Es gibt zwei Weiterleitungsmodi:

  • Einzelaktiv
  • All-Active

7. Vendor CLI Quick Reference

AufgabenCisco NX... SicherheitArista EOSWir sind hier
EVPN Routen anzeigenshow bgp l2vpn evpnshow bgp evpnshow route table bgp.evpn.0
VTEP-Peers anzeigenshow nve peersshow vxlan vtepshow evpn instance
Überlagerung MACs anzeigenshow mac address-tableshow vxlan address-tableshow evpn mac-ip-table
ARP Unterdrückung Cache anzeigenshow ip arp suppression-cache detailshow vxlan address-table detailshow evpn mac-ip-table extensive
VNI-to-VRF Mapping anzeigenshow nve vnishow vxlan vnishow evpn instance extensive
ESI Multi-Homing anzeigenshow nve ethernet-segmentshow bgp evpn instanceshow evpn instance extensive

Referenzen