overlay 络的诞生很大程度上是因为云计算、虚拟化相关技术的发展，传统的 络无法满足于规模大、灵活性要求高的云数据中心的要求，于是便有了overlay 络的概念。在介绍overlay 络之前，首先说明一个问题，在SDN非常火爆的今天，很多人认为overlay是一种SDN的解决方案，把openflow跟overlay对立或者并列，其实这个不对。overlay只是一种组 方案，openflow是一个控制协议，所以实际 络中，可以是这样的：控制器通过openflow协议控制vSwitch来构建一个overlay 络。
由于虚拟机迁移的 络属性要求，其从一个物理机上迁移到另一个物理机上，要求虚拟机不间断业务，则需要其IP地址、MAC地址等参数维保持不变，如此则要求业务 络是一个二层 络，且要求 络本身具备多路径多链路的冗余和可靠性。传统的 络生成树(STPSpaning Tree Protocol)技术不仅部署繁琐荣，且协议复杂， 络规模不宜过大，限制了虚拟化的 络扩展性。基于各厂家私有的的IRF/vPC等设备级的( 络N:1)虚拟化技术，虽然可以简化拓扑简化、具备高可靠性的能力，但是对于 络有强制的拓扑形状限制，在 络的规模和灵活性上有所欠缺，只适合小规模 络构建，且一般适用于数据中心内部 络。而为了大规模 络扩展的TRILL/SPB/FabricPath/VPLS等技术，虽然解决了上述技术的不足，但对 络有特殊要求，即 络中的设备均要软硬件升级而支持此类新技术，带来部署成本的上升。
在大二层 络环境下，数据流均需要通过明确的 络寻址以保证准确到达目的地，因此 络设备的二层地址表项大小(即MAC地址表)，成为决定了云计算环境下虚拟机的规模的上限，并且因为表项并非百分之百的有效性，使得可用的虚机数量进一步降低，特别是对于低成本的接入设备而言，因其表项一般规格较小，限制了整个云计算数据中心的虚拟机数量，但如果其地址表项设计为与核心或 关设备在同一档次，则会提升 络建设成本。虽然核心或 关设备的MAC与ARP规格会随着虚拟机增长也面临挑战，但对于此层次设备能力而言，大规格是不可避免的业务支撑要求。减小接入设备规格压力的做法可以是分离 关能力，如采用多个 关来分担虚机的终结和承载，但如此也会带来成本的上升。
当前的主流 络隔离技术为VLAN(或VPN)，在大规模虚拟化环境部署会有两大限制：一是VLAN数量在标准定义中只有12个比特单位，即可用的数量为4000个左右，这样的数量级对于公有云或大型虚拟化云计算应用而言微不足道，其 络隔离与分离要求轻而易举会突破4000;二是VLAN技术当前为静态配置型技术(只有EVB/VEPA的802.1Qbg技术可以在接入层动态部署VLAN，但也主要是在交换机接主机的端口为常规部署，上行口依然为所有VLAN配置通过)，这样使得整个数据中心的 络几乎为所有VLAN被允许通过(核心设备更是如此)，导致任何一个VLAN的未知目的广播数据会在整 泛滥，无节制消耗 络交换能力与带宽。
对于小规模的云计算虚拟化环境，现有的 络技术如虚拟机接入感知(VEPA/802.1Qbg)、数据中心二层 络扩展(IRF/vPC/TRILL/FabricPath)、数据中心间二层技术(OTV/EVI/TRILL)等可以很好的满足业务需求，上述限制不成为瓶颈。然而，完全依赖于物理 络设备本身的技术改良，目前看来并不能完全解决大规模云计算环境下的问题，一定程度上还需要更大范围的技术革新来消除这些限制，以满足云计算虚拟化的 络能力需求。在此驱动力基础上，逐步演化出Overlay的虚拟化 络技术趋势。
Overlay在 络技术领域，指的是一种 络架构上叠加的虚拟化技术模式，其大体框架是对基础 络不进行大规模修改的条件下，实现应用在 络上的承载，并能与其它 络业务分离，并且以基于IP的基础 络技术为主。其实这种模式是以对传统技术的优化而形成的。早期的就有标准支持了二层Overlay技术，如RFC3378(Ethernet in IP)，就是早期的在IP上的二层Overlay技术。并且基于Ethernet over GRE的技术，H3C与Cisco都在物理 络基础上发展了各自的私有二层Overlay技术——EVI(Ethernet Virtual Interconnection)与OTV(Overlay Transport Virtualization)。EVI与OTV都主要用于解决数据中心之间的二层互联与业务扩展问题，并且对于承载 络的基本要求是IP可达，部署上简单且扩展方便。
随着云计算虚拟化的驱动，基于主机虚拟化的Overlay技术出现，在服务器的Hypervisor内vSwitch上支持了基于IP的二层Overlay技术，从更靠近应用的边缘来提供 络虚拟化服务，其目的是使虚拟机的部署与业务活动脱离物理 络及其限制，使得云计算的 络形态不断完善。主机的vSwitch支持基于IP的Overlay之后，虚机的二层访问直接构建Overlay之上，物理 不再感知虚机的诸多特性，由此，Overlay可以构建在数据中心内，也可以跨越数据中心之间。当然这样一来硬件交换机便被通道化，地位岌岌可危，因此以cisco为代表的传统老牌硬件厂商开始发力，将overlay技术集成了到了硬件的交换机上，所以现在overlay技术的也就分成了硬件overlay和软件overlay两个方向。
上文中提到的传统 络的三个问题，落到实际中看就是以下四个问题，我们分别看看overlay 络是如何解决的：
如何解决：overlay 络的本质是在三层 络中实现二层 络的扩展。三层 络可以通过路由的方式在 络中分发，而路由 络本身并无特殊 络结构限制，具备良性大规模扩展能力，并且对设备本身无特殊要求，以高性能路由转发为佳，且路由 络本身具备很强的的故障自愈能力、负载均衡能力。并且三层 络还规避了二层 络的种种弊端，使得整个 络扩展性强且更加健壮。而二层 络如何在三层 络中得到扩展，在传统的 络中是无法实现的，overlay 络中主要靠的是封装技术来实现，具体实现方式后面VXLAN技术的时候会详细介绍。
如何解决：由于overlay组 中， 络设备互联多采用三层互联的方式，这样arp表就无需泛洪到全 ，所以每个tor交换机仅仅需要维护一张本地的mac地址表即可。
如何解决：在Overlay技术中引入了类似12比特VLANID的用户标识，支持千万级以上的用户标识，并且在Overlay中沿袭了云计算“租户”的概念，称之为Tenant ID(租户标识)，用24或64比特表示。
如何解决：首先overlay组 是一个三层 络，三层 络就可以有效的避免传统二层中的非正常BUM的流量（比如风暴问题），而overlay组 通常和云环境以及SDN一起使用，所以正常的BUM流量也是基于虚机创建来生成的，不会产生多余的流量。
目前在overlay技术领域有三大技术路线：VXLAN、NVGRE、STT，其中最火的就是VXLAN技术，包括vmware、cisco、h3c、华为等多个虚拟化以及传统 络厂商，都是以VXLAN技术来构建自己的SDN解决方案。
VXLAN 文是在原始的二层 文前面再封装一个新的 文，新的 文中和传统的以太 文类似，拥有源目mac、源目ip等元组。当原始的二层 文来到vtep节点后会被封装上VXLAN包头（在VXLAN 络中把可以封装和解封装VXLAN 文的设备称为vtep，vtep可以是虚拟switch也可以是物理switch），打上VXLAN包头的 文到了目标的vtep后会将VXLAN包头解封装，并获取原始的二层 文。outer mac header以及outer ip header里面的相关元组信息都是vtep的信息，和原始的二层 文没有任何关系。所在数据包在源目vtep节点之间的传输和原始的二层 文是毫无关系的，依靠的是外层的包头完成。
除此之外还有几个字段需要关注：1、在VXLAN Header 文中封装了24bit的VXLAN ID（VNI），前文中提到的vlan的扩展、租户的扩展就是依靠这个VXLAN ID来实现的；2、在UDP header里面有一个source port的字段，用于VXLAN 络节点之间ECMP的hash；3、在VXLAN Header里的reserved字段，作为保留字段，很多厂商都会加以运用来实现自己组 的一些特性。
数据平面—隧道机制
VTEP为 拟机的数据包加上了层包头，这些新的 头之有在数据到达目的VTEP后才会被去掉。中间路径的 络设备只会根据外层包头内的目的地址进行数据转发，对于转发路径上的 络来说，一个Vxlan数据包跟一个普通IP包相比，出了个头大一点外没有区别。由于VXLAN的数据包在整个转发过程中保持了内部数据的完整，因此VXLAN的数据平面是一个基于隧道的数据平面。
- 控制平面—改进的二层协议
VXLAN不会在虚拟机之间维持一个长连接，所以VXLAN需要一个控制平面来记录对端地址可达情况。控制平面的表为(VNI，内层MAC，外层vtep_ip)。Vxlan学习地址的时候仍然保存着二层协议的特征，节点之间不会周期性的交换各自的路由表，对于不认识的MAC地址，VXLAN依靠组播来获取路径信息(如果有SDN Controller，可以向SDN单播获取)。 另一方面，VXLAN还有自学习的功能，当VTEP收到一个UDP数据 后，会检查自己是否收到过这个虚拟机的数据，如果没有，VTEP就会记录源vni/源外层ip/源内层mac对应关系，避免组播学习。
下行 文处理：下行 文是指vtep收到从IP 络发来的带有VXLAN封装的 文。
文解析：对收到的 文进行解析，得到后续处理所需要的各种信息如外层IP头、以太 头，以及VXLAN 头等；
入接口信息获取：根据 文接收端口的配置信息以及当前 文的封装结构，来决定是否需要进行VXLAN下行 文处理，只有当 文具有VXLAN封装，并且外层目的IP是本接入点需要处理的时候，才会进入后续的解封装，否则仅仅执行普通的路由处理；
解封装：根据入接口信息，使用外层目的IP、源IP和封装在 文中的VXLAN ID—起作为关键字进行查表，获得解封装信息。然后去掉 文的外层IP头、以太 头，以及VXLAN 头，并且获得VXLAN 头中所携带的VXLAN ID；
出接口信息获取：根据查表的结果，得到需要转发出去的端口信息；
文转发：从相应的目的端口发送出去，从而完成VXLAN下行 文的处理过程。
- ARP 文转发过程：
1、主机A向主机B发出ARP Request，Src MAC为MAC-A，Dst MAC为全f；
2、ARP Request 文到达vtep-1后，vtep-1对其封装VXLAN包头，其中外层的Src MAC为vtep-1的MAC-1，Dst MAC为组播mac地址， Src ip为vtep-1的IP-1，Dst ip为组播ip地址，并且打上了VXLAN VNID：10。由于vtep之间是三层 络互联的，广播包无法穿越三层 络，所以只能借助组播来实现arp 文的泛洪。通常情况下一个组播地址对应一个VNID，同时可能会对应一个租户或者对应一个vrf 络，通过VNID进行租户之间的隔离。
3、打了VXLAN头的 文转发到了其他的vtep上，进行VXLAN头解封装，原始的ARP Request 文被转发给了vtep下面的主机，并且在vtep上生成一条MAC-A（主机A的mac）、VXLAN ID、IP-1（vtep-1的ip）的对应表项；
4、主机B收到ARP请求，回复ARP Response，Src MAC：MAC-B、Dst MAC：MAC-A；
5、ARP Response 文到达vtep-2后，被打上VXLAN的包头，此时外层的源目mac和ip以及VXLAN ID是根据之前在vtep-2上的MAC-A、VXLAN ID、IP-1对应表项来封装的，所以ARP Response是以单播的方式回复给主机A；
6、打了VXLAN头的 文转发到vtep-1后，进行VXLAN头的解封装，原始的ARP Response 文被转发给了主机A；
7、主机A收到主机B返回的ARP Response 文，整个ARP请求完成。
说明：这种用组播泛洪ARP 文的方式是VXLAN技术早期的方式，这种方式也是有一些缺点，比如产生一些不可控的组播流量等，所以现在很多厂商已经使用了控制器结合南向协议（比如openflow或者一些私有南向协议）来解决ARP的 文转发问题。
- 在经过arp 文后，vtep-1和vtep-2上都会形成一个vxlan二层转发表，大致如下（不同厂商表项可能略有不同，但是最主要的是以下元素）：
vtep-1：
MAC
VNI
vtep
MAC-A
10
e1/1
MAC-B
10
vtep-2 ip
vtep-2：
MAC
VNI
vtep
MAC-B
10
e1/1
MAC-A
10
vtep-1 ip
单播转发的过程如下：
1、host-A将原始 文上送到vtep；
2、根据目的mac和VNI的 （这里的VNI获取是vlan和vxlan的mapping查询出的结果），查找到外层的目的ip是vtep-2 ip，然后将外层的源目ip分别封装为vtep-1 ip和vtep-2 ip，源目mac为下一段链路的源目mac；
3、数据包穿越ip 络；
4、根据VNI、外层的源目ip，进行解封装，通过VNI和目的mac查表，得到目的端口是e1/1；
5、host-B接受此原始 文，并回复host-A，回复过程同上一致。
-
4）典型的VXLAN组 模式
软件模式中vtep功能由vswitch实现，图中物理交换 络是一个L3的 络，实际软件overlay的场景下物理的交换 并不一定要是一个L3的 络，只要物理服务器的ip互相可达即可，当然L3的 络是一个比较好的选择，因为L3的 络扩展性比L2好，L2 络一大就会有各种二层问题的存在，比如广播泛洪、未知单播泛洪，比如TOR的mac问题，这个前文已经讲了很多，这里就不多讲了。
优点：1、硬件交换机的转发平面和控制平面解耦，更加灵活，不受物理设备和厂商的限制；
 
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在大二层 络环境下，数据流均需要通过明确的 络寻址以保证准确到达目的地，因此 络设备的二层地址表项大小(即MAC地址表)，成为决定了云计算环境下虚拟机的规模的上限，并且因为表项并非百分之百的有效性，使得可用的虚机数量进一步降低，特别是对于低成本的接入设备而言，因其表项一般规格较小，限制了整个云计算数据中心的虚拟机数量，但如果其地址表项设计为与核心或 关设备在同一档次，则会提升 络建设成本。虽然核心或 关设备的MAC与ARP规格会随着虚拟机增长也面临挑战，但对于此层次设备能力而言，大规格是不可避免的业务支撑要求。减小接入设备规格压力的做法可以是分离 关能力，如采用多个 关来分担虚机的终结和承载，但如此也会带来成本的上升。
当前的主流 络隔离技术为VLAN(或VPN)，在大规模虚拟化环境部署会有两大限制：一是VLAN数量在标准定义中只有12个比特单位，即可用的数量为4000个左右，这样的数量级对于公有云或大型虚拟化云计算应用而言微不足道，其 络隔离与分离要求轻而易举会突破4000;二是VLAN技术当前为静态配置型技术(只有EVB/VEPA的802.1Qbg技术可以在接入层动态部署VLAN，但也主要是在交换机接主机的端口为常规部署，上行口依然为所有VLAN配置通过)，这样使得整个数据中心的 络几乎为所有VLAN被允许通过(核心设备更是如此)，导致任何一个VLAN的未知目的广播数据会在整 泛滥，无节制消耗 络交换能力与带宽。
对于小规模的云计算虚拟化环境，现有的 络技术如虚拟机接入感知(VEPA/802.1Qbg)、数据中心二层 络扩展(IRF/vPC/TRILL/FabricPath)、数据中心间二层技术(OTV/EVI/TRILL)等可以很好的满足业务需求，上述限制不成为瓶颈。然而，完全依赖于物理 络设备本身的技术改良，目前看来并不能完全解决大规模云计算环境下的问题，一定程度上还需要更大范围的技术革新来消除这些限制，以满足云计算虚拟化的 络能力需求。在此驱动力基础上，逐步演化出Overlay的虚拟化 络技术趋势。
Overlay在 络技术领域，指的是一种 络架构上叠加的虚拟化技术模式，其大体框架是对基础 络不进行大规模修改的条件下，实现应用在 络上的承载，并能与其它 络业务分离，并且以基于IP的基础 络技术为主。其实这种模式是以对传统技术的优化而形成的。早期的就有标准支持了二层Overlay技术，如RFC3378(Ethernet in IP)，就是早期的在IP上的二层Overlay技术。并且基于Ethernet over GRE的技术，H3C与Cisco都在物理 络基础上发展了各自的私有二层Overlay技术——EVI(Ethernet Virtual Interconnection)与OTV(Overlay Transport Virtualization)。EVI与OTV都主要用于解决数据中心之间的二层互联与业务扩展问题，并且对于承载 络的基本要求是IP可达，部署上简单且扩展方便。
随着云计算虚拟化的驱动，基于主机虚拟化的Overlay技术出现，在服务器的Hypervisor内vSwitch上支持了基于IP的二层Overlay技术，从更靠近应用的边缘来提供 络虚拟化服务，其目的是使虚拟机的部署与业务活动脱离物理 络及其限制，使得云计算的 络形态不断完善。主机的vSwitch支持基于IP的Overlay之后，虚机的二层访问直接构建Overlay之上，物理 不再感知虚机的诸多特性，由此，Overlay可以构建在数据中心内，也可以跨越数据中心之间。当然这样一来硬件交换机便被通道化，地位岌岌可危，因此以cisco为代表的传统老牌硬件厂商开始发力，将overlay技术集成了到了硬件的交换机上，所以现在overlay技术的也就分成了硬件overlay和软件overlay两个方向。
上文中提到的传统 络的三个问题，落到实际中看就是以下四个问题，我们分别看看overlay 络是如何解决的：
如何解决：overlay 络的本质是在三层 络中实现二层 络的扩展。三层 络可以通过路由的方式在 络中分发，而路由 络本身并无特殊 络结构限制，具备良性大规模扩展能力，并且对设备本身无特殊要求，以高性能路由转发为佳，且路由 络本身具备很强的的故障自愈能力、负载均衡能力。并且三层 络还规避了二层 络的种种弊端，使得整个 络扩展性强且更加健壮。而二层 络如何在三层 络中得到扩展，在传统的 络中是无法实现的，overlay 络中主要靠的是封装技术来实现，具体实现方式后面VXLAN技术的时候会详细介绍。
如何解决：由于overlay组 中， 络设备互联多采用三层互联的方式，这样arp表就无需泛洪到全 ，所以每个tor交换机仅仅需要维护一张本地的mac地址表即可。
如何解决：在Overlay技术中引入了类似12比特VLANID的用户标识，支持千万级以上的用户标识，并且在Overlay中沿袭了云计算“租户”的概念，称之为Tenant ID(租户标识)，用24或64比特表示。
如何解决：首先overlay组 是一个三层 络，三层 络就可以有效的避免传统二层中的非正常BUM的流量（比如风暴问题），而overlay组 通常和云环境以及SDN一起使用，所以正常的BUM流量也是基于虚机创建来生成的，不会产生多余的流量。
目前在overlay技术领域有三大技术路线：VXLAN、NVGRE、STT，其中最火的就是VXLAN技术，包括vmware、cisco、h3c、华为等多个虚拟化以及传统 络厂商，都是以VXLAN技术来构建自己的SDN解决方案。
VXLAN 文是在原始的二层 文前面再封装一个新的 文，新的 文中和传统的以太 文类似，拥有源目mac、源目ip等元组。当原始的二层 文来到vtep节点后会被封装上VXLAN包头（在VXLAN 络中把可以封装和解封装VXLAN 文的设备称为vtep，vtep可以是虚拟switch也可以是物理switch），打上VXLAN包头的 文到了目标的vtep后会将VXLAN包头解封装，并获取原始的二层 文。outer mac header以及outer ip header里面的相关元组信息都是vtep的信息，和原始的二层 文没有任何关系。所在数据包在源目vtep节点之间的传输和原始的二层 文是毫无关系的，依靠的是外层的包头完成。
除此之外还有几个字段需要关注：1、在VXLAN Header 文中封装了24bit的VXLAN ID（VNI），前文中提到的vlan的扩展、租户的扩展就是依靠这个VXLAN ID来实现的；2、在UDP header里面有一个source port的字段，用于VXLAN 络节点之间ECMP的hash；3、在VXLAN Header里的reserved字段，作为保留字段，很多厂商都会加以运用来实现自己组 的一些特性。
数据平面—隧道机制
VTEP为 拟机的数据包加上了层包头，这些新的 头之有在数据到达目的VTEP后才会被去掉。中间路径的 络设备只会根据外层包头内的目的地址进行数据转发，对于转发路径上的 络来说，一个Vxlan数据包跟一个普通IP包相比，出了个头大一点外没有区别。由于VXLAN的数据包在整个转发过程中保持了内部数据的完整，因此VXLAN的数据平面是一个基于隧道的数据平面。
- 控制平面—改进的二层协议
VXLAN不会在虚拟机之间维持一个长连接，所以VXLAN需要一个控制平面来记录对端地址可达情况。控制平面的表为(VNI，内层MAC，外层vtep_ip)。Vxlan学习地址的时候仍然保存着二层协议的特征，节点之间不会周期性的交换各自的路由表，对于不认识的MAC地址，VXLAN依靠组播来获取路径信息(如果有SDN Controller，可以向SDN单播获取)。 另一方面，VXLAN还有自学习的功能，当VTEP收到一个UDP数据 后，会检查自己是否收到过这个虚拟机的数据，如果没有，VTEP就会记录源vni/源外层ip/源内层mac对应关系，避免组播学习。
下行 文处理：下行 文是指vtep收到从IP 络发来的带有VXLAN封装的 文。
文解析：对收到的 文进行解析，得到后续处理所需要的各种信息如外层IP头、以太 头，以及VXLAN 头等；
入接口信息获取：根据 文接收端口的配置信息以及当前 文的封装结构，来决定是否需要进行VXLAN下行 文处理，只有当 文具有VXLAN封装，并且外层目的IP是本接入点需要处理的时候，才会进入后续的解封装，否则仅仅执行普通的路由处理；
解封装：根据入接口信息，使用外层目的IP、源IP和封装在 文中的VXLAN ID—起作为关键字进行查表，获得解封装信息。然后去掉 文的外层IP头、以太 头，以及VXLAN 头，并且获得VXLAN 头中所携带的VXLAN ID；
出接口信息获取：根据查表的结果，得到需要转发出去的端口信息；
文转发：从相应的目的端口发送出去，从而完成VXLAN下行 文的处理过程。
- ARP 文转发过程：
1、主机A向主机B发出ARP Request，Src MAC为MAC-A，Dst MAC为全f；
2、ARP Request 文到达vtep-1后，vtep-1对其封装VXLAN包头，其中外层的Src MAC为vtep-1的MAC-1，Dst MAC为组播mac地址， Src ip为vtep-1的IP-1，Dst ip为组播ip地址，并且打上了VXLAN VNID：10。由于vtep之间是三层 络互联的，广播包无法穿越三层 络，所以只能借助组播来实现arp 文的泛洪。通常情况下一个组播地址对应一个VNID，同时可能会对应一个租户或者对应一个vrf 络，通过VNID进行租户之间的隔离。
3、打了VXLAN头的 文转发到了其他的vtep上，进行VXLAN头解封装，原始的ARP Request 文被转发给了vtep下面的主机，并且在vtep上生成一条MAC-A（主机A的mac）、VXLAN ID、IP-1（vtep-1的ip）的对应表项；
4、主机B收到ARP请求，回复ARP Response，Src MAC：MAC-B、Dst MAC：MAC-A；
5、ARP Response 文到达vtep-2后，被打上VXLAN的包头，此时外层的源目mac和ip以及VXLAN ID是根据之前在vtep-2上的MAC-A、VXLAN ID、IP-1对应表项来封装的，所以ARP Response是以单播的方式回复给主机A；
6、打了VXLAN头的 文转发到vtep-1后，进行VXLAN头的解封装，原始的ARP Response 文被转发给了主机A；
7、主机A收到主机B返回的ARP Response 文，整个ARP请求完成。
说明：这种用组播泛洪ARP 文的方式是VXLAN技术早期的方式，这种方式也是有一些缺点，比如产生一些不可控的组播流量等，所以现在很多厂商已经使用了控制器结合南向协议（比如openflow或者一些私有南向协议）来解决ARP的 文转发问题。
- 在经过arp 文后，vtep-1和vtep-2上都会形成一个vxlan二层转发表，大致如下（不同厂商表项可能略有不同，但是最主要的是以下元素）：
vtep-1：
MAC
VNI
vtep
MAC-A
10
e1/1
MAC-B
10
vtep-2 ip
vtep-2：
MAC
VNI
vtep
MAC-B
10
e1/1
MAC-A
10
vtep-1 ip
单播转发的过程如下：
1、host-A将原始 文上送到vtep；
2、根据目的mac和VNI的 （这里的VNI获取是vlan和vxlan的mapping查询出的结果），查找到外层的目的ip是vtep-2 ip，然后将外层的源目ip分别封装为vtep-1 ip和vtep-2 ip，源目mac为下一段链路的源目mac；
3、数据包穿越ip 络；
4、根据VNI、外层的源目ip，进行解封装，通过VNI和目的mac查表，得到目的端口是e1/1；
5、host-B接受此原始 文，并回复host-A，回复过程同上一致。
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4）典型的VXLAN组 模式
软件模式中vtep功能由vswitch实现，图中物理交换 络是一个L3的 络，实际软件overlay的场景下物理的交换 并不一定要是一个L3的 络，只要物理服务器的ip互相可达即可，当然L3的 络是一个比较好的选择，因为L3的 络扩展性比L2好，L2 络一大就会有各种二层问题的存在，比如广播泛洪、未知单播泛洪，比如TOR的mac问题，这个前文已经讲了很多，这里就不多讲了。
优点：1、硬件交换机的转发平面和控制平面解耦，更加灵活，不受物理设备和厂商的限制；
 
声明：本站部分文章及图片源自用户投稿，如本站任何资料有侵权请您尽早请联系jinwei@zod.com.cn进行处理,非常感谢！
对于小规模的云计算虚拟化环境，现有的 络技术如虚拟机接入感知(VEPA/802.1Qbg)、数据中心二层 络扩展(IRF/vPC/TRILL/FabricPath)、数据中心间二层技术(OTV/EVI/TRILL)等可以很好的满足业务需求，上述限制不成为瓶颈。然而，完全依赖于物理 络设备本身的技术改良，目前看来并不能完全解决大规模云计算环境下的问题，一定程度上还需要更大范围的技术革新来消除这些限制，以满足云计算虚拟化的 络能力需求。在此驱动力基础上，逐步演化出Overlay的虚拟化 络技术趋势。
Overlay在 络技术领域，指的是一种 络架构上叠加的虚拟化技术模式，其大体框架是对基础 络不进行大规模修改的条件下，实现应用在 络上的承载，并能与其它 络业务分离，并且以基于IP的基础 络技术为主。其实这种模式是以对传统技术的优化而形成的。早期的就有标准支持了二层Overlay技术，如RFC3378(Ethernet in IP)，就是早期的在IP上的二层Overlay技术。并且基于Ethernet over GRE的技术，H3C与Cisco都在物理 络基础上发展了各自的私有二层Overlay技术——EVI(Ethernet Virtual Interconnection)与OTV(Overlay Transport Virtualization)。EVI与OTV都主要用于解决数据中心之间的二层互联与业务扩展问题，并且对于承载 络的基本要求是IP可达，部署上简单且扩展方便。
随着云计算虚拟化的驱动，基于主机虚拟化的Overlay技术出现，在服务器的Hypervisor内vSwitch上支持了基于IP的二层Overlay技术，从更靠近应用的边缘来提供 络虚拟化服务，其目的是使虚拟机的部署与业务活动脱离物理 络及其限制，使得云计算的 络形态不断完善。主机的vSwitch支持基于IP的Overlay之后，虚机的二层访问直接构建Overlay之上，物理 不再感知虚机的诸多特性，由此，Overlay可以构建在数据中心内，也可以跨越数据中心之间。当然这样一来硬件交换机便被通道化，地位岌岌可危，因此以cisco为代表的传统老牌硬件厂商开始发力，将overlay技术集成了到了硬件的交换机上，所以现在overlay技术的也就分成了硬件overlay和软件overlay两个方向。
上文中提到的传统 络的三个问题，落到实际中看就是以下四个问题，我们分别看看overlay 络是如何解决的：
如何解决：overlay 络的本质是在三层 络中实现二层 络的扩展。三层 络可以通过路由的方式在 络中分发，而路由 络本身并无特殊 络结构限制，具备良性大规模扩展能力，并且对设备本身无特殊要求，以高性能路由转发为佳，且路由 络本身具备很强的的故障自愈能力、负载均衡能力。并且三层 络还规避了二层 络的种种弊端，使得整个 络扩展性强且更加健壮。而二层 络如何在三层 络中得到扩展，在传统的 络中是无法实现的，overlay 络中主要靠的是封装技术来实现，具体实现方式后面VXLAN技术的时候会详细介绍。
如何解决：由于overlay组 中， 络设备互联多采用三层互联的方式，这样arp表就无需泛洪到全 ，所以每个tor交换机仅仅需要维护一张本地的mac地址表即可。
如何解决：在Overlay技术中引入了类似12比特VLANID的用户标识，支持千万级以上的用户标识，并且在Overlay中沿袭了云计算“租户”的概念，称之为Tenant ID(租户标识)，用24或64比特表示。
如何解决：首先overlay组 是一个三层 络，三层 络就可以有效的避免传统二层中的非正常BUM的流量（比如风暴问题），而overlay组 通常和云环境以及SDN一起使用，所以正常的BUM流量也是基于虚机创建来生成的，不会产生多余的流量。
目前在overlay技术领域有三大技术路线：VXLAN、NVGRE、STT，其中最火的就是VXLAN技术，包括vmware、cisco、h3c、华为等多个虚拟化以及传统 络厂商，都是以VXLAN技术来构建自己的SDN解决方案。
VXLAN 文是在原始的二层 文前面再封装一个新的 文，新的 文中和传统的以太 文类似，拥有源目mac、源目ip等元组。当原始的二层 文来到vtep节点后会被封装上VXLAN包头（在VXLAN 络中把可以封装和解封装VXLAN 文的设备称为vtep，vtep可以是虚拟switch也可以是物理switch），打上VXLAN包头的 文到了目标的vtep后会将VXLAN包头解封装，并获取原始的二层 文。outer mac header以及outer ip header里面的相关元组信息都是vtep的信息，和原始的二层 文没有任何关系。所在数据包在源目vtep节点之间的传输和原始的二层 文是毫无关系的，依靠的是外层的包头完成。
除此之外还有几个字段需要关注：1、在VXLAN Header 文中封装了24bit的VXLAN ID（VNI），前文中提到的vlan的扩展、租户的扩展就是依靠这个VXLAN ID来实现的；2、在UDP header里面有一个source port的字段，用于VXLAN 络节点之间ECMP的hash；3、在VXLAN Header里的reserved字段，作为保留字段，很多厂商都会加以运用来实现自己组 的一些特性。
数据平面—隧道机制
VTEP为 拟机的数据包加上了层包头，这些新的 头之有在数据到达目的VTEP后才会被去掉。中间路径的 络设备只会根据外层包头内的目的地址进行数据转发，对于转发路径上的 络来说，一个Vxlan数据包跟一个普通IP包相比，出了个头大一点外没有区别。由于VXLAN的数据包在整个转发过程中保持了内部数据的完整，因此VXLAN的数据平面是一个基于隧道的数据平面。
- 控制平面—改进的二层协议
VXLAN不会在虚拟机之间维持一个长连接，所以VXLAN需要一个控制平面来记录对端地址可达情况。控制平面的表为(VNI，内层MAC，外层vtep_ip)。Vxlan学习地址的时候仍然保存着二层协议的特征，节点之间不会周期性的交换各自的路由表，对于不认识的MAC地址，VXLAN依靠组播来获取路径信息(如果有SDN Controller，可以向SDN单播获取)。 另一方面，VXLAN还有自学习的功能，当VTEP收到一个UDP数据 后，会检查自己是否收到过这个虚拟机的数据，如果没有，VTEP就会记录源vni/源外层ip/源内层mac对应关系，避免组播学习。
下行 文处理：下行 文是指vtep收到从IP 络发来的带有VXLAN封装的 文。
文解析：对收到的 文进行解析，得到后续处理所需要的各种信息如外层IP头、以太 头，以及VXLAN 头等；
入接口信息获取：根据 文接收端口的配置信息以及当前 文的封装结构，来决定是否需要进行VXLAN下行 文处理，只有当 文具有VXLAN封装，并且外层目的IP是本接入点需要处理的时候，才会进入后续的解封装，否则仅仅执行普通的路由处理；
解封装：根据入接口信息，使用外层目的IP、源IP和封装在 文中的VXLAN ID—起作为关键字进行查表，获得解封装信息。然后去掉 文的外层IP头、以太 头，以及VXLAN 头，并且获得VXLAN 头中所携带的VXLAN ID；
出接口信息获取：根据查表的结果，得到需要转发出去的端口信息；
文转发：从相应的目的端口发送出去，从而完成VXLAN下行 文的处理过程。
- ARP 文转发过程：
1、主机A向主机B发出ARP Request，Src MAC为MAC-A，Dst MAC为全f；
2、ARP Request 文到达vtep-1后，vtep-1对其封装VXLAN包头，其中外层的Src MAC为vtep-1的MAC-1，Dst MAC为组播mac地址， Src ip为vtep-1的IP-1，Dst ip为组播ip地址，并且打上了VXLAN VNID：10。由于vtep之间是三层 络互联的，广播包无法穿越三层 络，所以只能借助组播来实现arp 文的泛洪。通常情况下一个组播地址对应一个VNID，同时可能会对应一个租户或者对应一个vrf 络，通过VNID进行租户之间的隔离。
3、打了VXLAN头的 文转发到了其他的vtep上，进行VXLAN头解封装，原始的ARP Request 文被转发给了vtep下面的主机，并且在vtep上生成一条MAC-A（主机A的mac）、VXLAN ID、IP-1（vtep-1的ip）的对应表项；
4、主机B收到ARP请求，回复ARP Response，Src MAC：MAC-B、Dst MAC：MAC-A；
5、ARP Response 文到达vtep-2后，被打上VXLAN的包头，此时外层的源目mac和ip以及VXLAN ID是根据之前在vtep-2上的MAC-A、VXLAN ID、IP-1对应表项来封装的，所以ARP Response是以单播的方式回复给主机A；
6、打了VXLAN头的 文转发到vtep-1后，进行VXLAN头的解封装，原始的ARP Response 文被转发给了主机A；
7、主机A收到主机B返回的ARP Response 文，整个ARP请求完成。
说明：这种用组播泛洪ARP 文的方式是VXLAN技术早期的方式，这种方式也是有一些缺点，比如产生一些不可控的组播流量等，所以现在很多厂商已经使用了控制器结合南向协议（比如openflow或者一些私有南向协议）来解决ARP的 文转发问题。
- 在经过arp 文后，vtep-1和vtep-2上都会形成一个vxlan二层转发表，大致如下（不同厂商表项可能略有不同，但是最主要的是以下元素）：
vtep-1：
MAC
VNI
vtep
MAC-A
10
e1/1
MAC-B
10
vtep-2 ip
vtep-2：
MAC
VNI
vtep
MAC-B
10
e1/1
MAC-A
10
vtep-1 ip
单播转发的过程如下：
1、host-A将原始 文上送到vtep；
2、根据目的mac和VNI的 （这里的VNI获取是vlan和vxlan的mapping查询出的结果），查找到外层的目的ip是vtep-2 ip，然后将外层的源目ip分别封装为vtep-1 ip和vtep-2 ip，源目mac为下一段链路的源目mac；
3、数据包穿越ip 络；
4、根据VNI、外层的源目ip，进行解封装，通过VNI和目的mac查表，得到目的端口是e1/1；
5、host-B接受此原始 文，并回复host-A，回复过程同上一致。
-
4）典型的VXLAN组 模式
软件模式中vtep功能由vswitch实现，图中物理交换 络是一个L3的 络，实际软件overlay的场景下物理的交换 并不一定要是一个L3的 络，只要物理服务器的ip互相可达即可，当然L3的 络是一个比较好的选择，因为L3的 络扩展性比L2好，L2 络一大就会有各种二层问题的存在，比如广播泛洪、未知单播泛洪，比如TOR的mac问题，这个前文已经讲了很多，这里就不多讲了。
优点：1、硬件交换机的转发平面和控制平面解耦，更加灵活，不受物理设备和厂商的限制；
 
声明：本站部分文章及图片源自用户投稿，如本站任何资料有侵权请您尽早请联系jinwei@zod.com.cn进行处理,非常感谢！
如何解决：由于overlay组 中， 络设备互联多采用三层互联的方式，这样arp表就无需泛洪到全 ，所以每个tor交换机仅仅需要维护一张本地的mac地址表即可。
如何解决：在Overlay技术中引入了类似12比特VLANID的用户标识，支持千万级以上的用户标识，并且在Overlay中沿袭了云计算“租户”的概念，称之为Tenant ID(租户标识)，用24或64比特表示。
如何解决：首先overlay组 是一个三层 络，三层 络就可以有效的避免传统二层中的非正常BUM的流量（比如风暴问题），而overlay组 通常和云环境以及SDN一起使用，所以正常的BUM流量也是基于虚机创建来生成的，不会产生多余的流量。
目前在overlay技术领域有三大技术路线：VXLAN、NVGRE、STT，其中最火的就是VXLAN技术，包括vmware、cisco、h3c、华为等多个虚拟化以及传统 络厂商，都是以VXLAN技术来构建自己的SDN解决方案。
VXLAN 文是在原始的二层 文前面再封装一个新的 文，新的 文中和传统的以太 文类似，拥有源目mac、源目ip等元组。当原始的二层 文来到vtep节点后会被封装上VXLAN包头（在VXLAN 络中把可以封装和解封装VXLAN 文的设备称为vtep，vtep可以是虚拟switch也可以是物理switch），打上VXLAN包头的 文到了目标的vtep后会将VXLAN包头解封装，并获取原始的二层 文。outer mac header以及outer ip header里面的相关元组信息都是vtep的信息，和原始的二层 文没有任何关系。所在数据包在源目vtep节点之间的传输和原始的二层 文是毫无关系的，依靠的是外层的包头完成。
除此之外还有几个字段需要关注：1、在VXLAN Header 文中封装了24bit的VXLAN ID（VNI），前文中提到的vlan的扩展、租户的扩展就是依靠这个VXLAN ID来实现的；2、在UDP header里面有一个source port的字段，用于VXLAN 络节点之间ECMP的hash；3、在VXLAN Header里的reserved字段，作为保留字段，很多厂商都会加以运用来实现自己组 的一些特性。
数据平面—隧道机制
VTEP为 拟机的数据包加上了层包头，这些新的 头之有在数据到达目的VTEP后才会被去掉。中间路径的 络设备只会根据外层包头内的目的地址进行数据转发，对于转发路径上的 络来说，一个Vxlan数据包跟一个普通IP包相比，出了个头大一点外没有区别。由于VXLAN的数据包在整个转发过程中保持了内部数据的完整，因此VXLAN的数据平面是一个基于隧道的数据平面。
- 控制平面—改进的二层协议
VXLAN不会在虚拟机之间维持一个长连接，所以VXLAN需要一个控制平面来记录对端地址可达情况。控制平面的表为(VNI，内层MAC，外层vtep_ip)。Vxlan学习地址的时候仍然保存着二层协议的特征，节点之间不会周期性的交换各自的路由表，对于不认识的MAC地址，VXLAN依靠组播来获取路径信息(如果有SDN Controller，可以向SDN单播获取)。 另一方面，VXLAN还有自学习的功能，当VTEP收到一个UDP数据 后，会检查自己是否收到过这个虚拟机的数据，如果没有，VTEP就会记录源vni/源外层ip/源内层mac对应关系，避免组播学习。
下行 文处理：下行 文是指vtep收到从IP 络发来的带有VXLAN封装的 文。
文解析：对收到的 文进行解析，得到后续处理所需要的各种信息如外层IP头、以太 头，以及VXLAN 头等；
入接口信息获取：根据 文接收端口的配置信息以及当前 文的封装结构，来决定是否需要进行VXLAN下行 文处理，只有当 文具有VXLAN封装，并且外层目的IP是本接入点需要处理的时候，才会进入后续的解封装，否则仅仅执行普通的路由处理；
解封装：根据入接口信息，使用外层目的IP、源IP和封装在 文中的VXLAN ID—起作为关键字进行查表，获得解封装信息。然后去掉 文的外层IP头、以太 头，以及VXLAN 头，并且获得VXLAN 头中所携带的VXLAN ID；
出接口信息获取：根据查表的结果，得到需要转发出去的端口信息；
文转发：从相应的目的端口发送出去，从而完成VXLAN下行 文的处理过程。
- ARP 文转发过程：
1、主机A向主机B发出ARP Request，Src MAC为MAC-A，Dst MAC为全f；
2、ARP Request 文到达vtep-1后，vtep-1对其封装VXLAN包头，其中外层的Src MAC为vtep-1的MAC-1，Dst MAC为组播mac地址， Src ip为vtep-1的IP-1，Dst ip为组播ip地址，并且打上了VXLAN VNID：10。由于vtep之间是三层 络互联的，广播包无法穿越三层 络，所以只能借助组播来实现arp 文的泛洪。通常情况下一个组播地址对应一个VNID，同时可能会对应一个租户或者对应一个vrf 络，通过VNID进行租户之间的隔离。
3、打了VXLAN头的 文转发到了其他的vtep上，进行VXLAN头解封装，原始的ARP Request 文被转发给了vtep下面的主机，并且在vtep上生成一条MAC-A（主机A的mac）、VXLAN ID、IP-1（vtep-1的ip）的对应表项；
4、主机B收到ARP请求，回复ARP Response，Src MAC：MAC-B、Dst MAC：MAC-A；
5、ARP Response 文到达vtep-2后，被打上VXLAN的包头，此时外层的源目mac和ip以及VXLAN ID是根据之前在vtep-2上的MAC-A、VXLAN ID、IP-1对应表项来封装的，所以ARP Response是以单播的方式回复给主机A；
6、打了VXLAN头的 文转发到vtep-1后，进行VXLAN头的解封装，原始的ARP Response 文被转发给了主机A；
7、主机A收到主机B返回的ARP Response 文，整个ARP请求完成。
说明：这种用组播泛洪ARP 文的方式是VXLAN技术早期的方式，这种方式也是有一些缺点，比如产生一些不可控的组播流量等，所以现在很多厂商已经使用了控制器结合南向协议（比如openflow或者一些私有南向协议）来解决ARP的 文转发问题。
- 在经过arp 文后，vtep-1和vtep-2上都会形成一个vxlan二层转发表，大致如下（不同厂商表项可能略有不同，但是最主要的是以下元素）：
vtep-1：
MAC
VNI
vtep
MAC-A
10
e1/1
MAC-B
10
vtep-2 ip
vtep-2：
MAC
VNI
vtep
MAC-B
10
e1/1
MAC-A
10
vtep-1 ip
单播转发的过程如下：
1、host-A将原始 文上送到vtep；
2、根据目的mac和VNI的 （这里的VNI获取是vlan和vxlan的mapping查询出的结果），查找到外层的目的ip是vtep-2 ip，然后将外层的源目ip分别封装为vtep-1 ip和vtep-2 ip，源目mac为下一段链路的源目mac；
3、数据包穿越ip 络；
4、根据VNI、外层的源目ip，进行解封装，通过VNI和目的mac查表，得到目的端口是e1/1；
5、host-B接受此原始 文，并回复host-A，回复过程同上一致。
-
4）典型的VXLAN组 模式
软件模式中vtep功能由vswitch实现，图中物理交换 络是一个L3的 络，实际软件overlay的场景下物理的交换 并不一定要是一个L3的 络，只要物理服务器的ip互相可达即可，当然L3的 络是一个比较好的选择，因为L3的 络扩展性比L2好，L2 络一大就会有各种二层问题的存在，比如广播泛洪、未知单播泛洪，比如TOR的mac问题，这个前文已经讲了很多，这里就不多讲了。
优点：1、硬件交换机的转发平面和控制平面解耦，更加灵活，不受物理设备和厂商的限制；
 
声明：本站部分文章及图片源自用户投稿，如本站任何资料有侵权请您尽早请联系jinwei@zod.com.cn进行处理,非常感谢！
如何解决：首先overlay组 是一个三层 络，三层 络就可以有效的避免传统二层中的非正常BUM的流量（比如风暴问题），而overlay组 通常和云环境以及SDN一起使用，所以正常的BUM流量也是基于虚机创建来生成的，不会产生多余的流量。
目前在overlay技术领域有三大技术路线：VXLAN、NVGRE、STT，其中最火的就是VXLAN技术，包括vmware、cisco、h3c、华为等多个虚拟化以及传统 络厂商，都是以VXLAN技术来构建自己的SDN解决方案。
VXLAN 文是在原始的二层 文前面再封装一个新的 文，新的 文中和传统的以太 文类似，拥有源目mac、源目ip等元组。当原始的二层 文来到vtep节点后会被封装上VXLAN包头（在VXLAN 络中把可以封装和解封装VXLAN 文的设备称为vtep，vtep可以是虚拟switch也可以是物理switch），打上VXLAN包头的 文到了目标的vtep后会将VXLAN包头解封装，并获取原始的二层 文。outer mac header以及outer ip header里面的相关元组信息都是vtep的信息，和原始的二层 文没有任何关系。所在数据包在源目vtep节点之间的传输和原始的二层 文是毫无关系的，依靠的是外层的包头完成。
除此之外还有几个字段需要关注：1、在VXLAN Header 文中封装了24bit的VXLAN ID（VNI），前文中提到的vlan的扩展、租户的扩展就是依靠这个VXLAN ID来实现的；2、在UDP header里面有一个source port的字段，用于VXLAN 络节点之间ECMP的hash；3、在VXLAN Header里的reserved字段，作为保留字段，很多厂商都会加以运用来实现自己组 的一些特性。
数据平面—隧道机制
VTEP为 拟机的数据包加上了层包头，这些新的 头之有在数据到达目的VTEP后才会被去掉。中间路径的 络设备只会根据外层包头内的目的地址进行数据转发，对于转发路径上的 络来说，一个Vxlan数据包跟一个普通IP包相比，出了个头大一点外没有区别。由于VXLAN的数据包在整个转发过程中保持了内部数据的完整，因此VXLAN的数据平面是一个基于隧道的数据平面。
- 控制平面—改进的二层协议
VXLAN不会在虚拟机之间维持一个长连接，所以VXLAN需要一个控制平面来记录对端地址可达情况。控制平面的表为(VNI，内层MAC，外层vtep_ip)。Vxlan学习地址的时候仍然保存着二层协议的特征，节点之间不会周期性的交换各自的路由表，对于不认识的MAC地址，VXLAN依靠组播来获取路径信息(如果有SDN Controller，可以向SDN单播获取)。 另一方面，VXLAN还有自学习的功能，当VTEP收到一个UDP数据 后，会检查自己是否收到过这个虚拟机的数据，如果没有，VTEP就会记录源vni/源外层ip/源内层mac对应关系，避免组播学习。
下行 文处理：下行 文是指vtep收到从IP 络发来的带有VXLAN封装的 文。
文解析：对收到的 文进行解析，得到后续处理所需要的各种信息如外层IP头、以太 头，以及VXLAN 头等；
入接口信息获取：根据 文接收端口的配置信息以及当前 文的封装结构，来决定是否需要进行VXLAN下行 文处理，只有当 文具有VXLAN封装，并且外层目的IP是本接入点需要处理的时候，才会进入后续的解封装，否则仅仅执行普通的路由处理；
解封装：根据入接口信息，使用外层目的IP、源IP和封装在 文中的VXLAN ID—起作为关键字进行查表，获得解封装信息。然后去掉 文的外层IP头、以太 头，以及VXLAN 头，并且获得VXLAN 头中所携带的VXLAN ID；
出接口信息获取：根据查表的结果，得到需要转发出去的端口信息；
文转发：从相应的目的端口发送出去，从而完成VXLAN下行 文的处理过程。
- ARP 文转发过程：
1、主机A向主机B发出ARP Request，Src MAC为MAC-A，Dst MAC为全f；
2、ARP Request 文到达vtep-1后，vtep-1对其封装VXLAN包头，其中外层的Src MAC为vtep-1的MAC-1，Dst MAC为组播mac地址， Src ip为vtep-1的IP-1，Dst ip为组播ip地址，并且打上了VXLAN VNID：10。由于vtep之间是三层 络互联的，广播包无法穿越三层 络，所以只能借助组播来实现arp 文的泛洪。通常情况下一个组播地址对应一个VNID，同时可能会对应一个租户或者对应一个vrf 络，通过VNID进行租户之间的隔离。
3、打了VXLAN头的 文转发到了其他的vtep上，进行VXLAN头解封装，原始的ARP Request 文被转发给了vtep下面的主机，并且在vtep上生成一条MAC-A（主机A的mac）、VXLAN ID、IP-1（vtep-1的ip）的对应表项；
4、主机B收到ARP请求，回复ARP Response，Src MAC：MAC-B、Dst MAC：MAC-A；
5、ARP Response 文到达vtep-2后，被打上VXLAN的包头，此时外层的源目mac和ip以及VXLAN ID是根据之前在vtep-2上的MAC-A、VXLAN ID、IP-1对应表项来封装的，所以ARP Response是以单播的方式回复给主机A；
6、打了VXLAN头的 文转发到vtep-1后，进行VXLAN头的解封装，原始的ARP Response 文被转发给了主机A；
7、主机A收到主机B返回的ARP Response 文，整个ARP请求完成。
说明：这种用组播泛洪ARP 文的方式是VXLAN技术早期的方式，这种方式也是有一些缺点，比如产生一些不可控的组播流量等，所以现在很多厂商已经使用了控制器结合南向协议（比如openflow或者一些私有南向协议）来解决ARP的 文转发问题。
- 在经过arp 文后，vtep-1和vtep-2上都会形成一个vxlan二层转发表，大致如下（不同厂商表项可能略有不同，但是最主要的是以下元素）：
vtep-1：
MAC
VNI
vtep
MAC-A
10
e1/1
MAC-B
10
vtep-2 ip
vtep-2：
MAC
VNI
vtep
MAC-B
10
e1/1
MAC-A
10
vtep-1 ip
单播转发的过程如下：
1、host-A将原始 文上送到vtep；
2、根据目的mac和VNI的 （这里的VNI获取是vlan和vxlan的mapping查询出的结果），查找到外层的目的ip是vtep-2 ip，然后将外层的源目ip分别封装为vtep-1 ip和vtep-2 ip，源目mac为下一段链路的源目mac；
3、数据包穿越ip 络；
4、根据VNI、外层的源目ip，进行解封装，通过VNI和目的mac查表，得到目的端口是e1/1；
5、host-B接受此原始 文，并回复host-A，回复过程同上一致。
-
VXLAN 文是在原始的二层 文前面再封装一个新的 文，新的 文中和传统的以太 文类似，拥有源目mac、源目ip等元组。当原始的二层 文来到vtep节点后会被封装上VXLAN包头（在VXLAN 络中把可以封装和解封装VXLAN 文的设备称为vtep，vtep可以是虚拟switch也可以是物理switch），打上VXLAN包头的 文到了目标的vtep后会将VXLAN包头解封装，并获取原始的二层 文。outer mac header以及outer ip header里面的相关元组信息都是vtep的信息，和原始的二层 文没有任何关系。所在数据包在源目vtep节点之间的传输和原始的二层 文是毫无关系的，依靠的是外层的包头完成。
除此之外还有几个字段需要关注：1、在VXLAN Header 文中封装了24bit的VXLAN ID（VNI），前文中提到的vlan的扩展、租户的扩展就是依靠这个VXLAN ID来实现的；2、在UDP header里面有一个source port的字段，用于VXLAN 络节点之间ECMP的hash；3、在VXLAN Header里的reserved字段，作为保留字段，很多厂商都会加以运用来实现自己组 的一些特性。
数据平面—隧道机制
VTEP为 拟机的数据包加上了层包头，这些新的 头之有在数据到达目的VTEP后才会被去掉。中间路径的 络设备只会根据外层包头内的目的地址进行数据转发，对于转发路径上的 络来说，一个Vxlan数据包跟一个普通IP包相比，出了个头大一点外没有区别。由于VXLAN的数据包在整个转发过程中保持了内部数据的完整，因此VXLAN的数据平面是一个基于隧道的数据平面。
- 控制平面—改进的二层协议
VXLAN不会在虚拟机之间维持一个长连接，所以VXLAN需要一个控制平面来记录对端地址可达情况。控制平面的表为(VNI，内层MAC，外层vtep_ip)。Vxlan学习地址的时候仍然保存着二层协议的特征，节点之间不会周期性的交换各自的路由表，对于不认识的MAC地址，VXLAN依靠组播来获取路径信息(如果有SDN Controller，可以向SDN单播获取)。 另一方面，VXLAN还有自学习的功能，当VTEP收到一个UDP数据 后，会检查自己是否收到过这个虚拟机的数据，如果没有，VTEP就会记录源vni/源外层ip/源内层mac对应关系，避免组播学习。
下行 文处理：下行 文是指vtep收到从IP 络发来的带有VXLAN封装的 文。
文解析：对收到的 文进行解析，得到后续处理所需要的各种信息如外层IP头、以太 头，以及VXLAN 头等；
入接口信息获取：根据 文接收端口的配置信息以及当前 文的封装结构，来决定是否需要进行VXLAN下行 文处理，只有当 文具有VXLAN封装，并且外层目的IP是本接入点需要处理的时候，才会进入后续的解封装，否则仅仅执行普通的路由处理；
解封装：根据入接口信息，使用外层目的IP、源IP和封装在 文中的VXLAN ID—起作为关键字进行查表，获得解封装信息。然后去掉 文的外层IP头、以太 头，以及VXLAN 头，并且获得VXLAN 头中所携带的VXLAN ID；
出接口信息获取：根据查表的结果，得到需要转发出去的端口信息；
文转发：从相应的目的端口发送出去，从而完成VXLAN下行 文的处理过程。
- ARP 文转发过程：
1、主机A向主机B发出ARP Request，Src MAC为MAC-A，Dst MAC为全f；
2、ARP Request 文到达vtep-1后，vtep-1对其封装VXLAN包头，其中外层的Src MAC为vtep-1的MAC-1，Dst MAC为组播mac地址， Src ip为vtep-1的IP-1，Dst ip为组播ip地址，并且打上了VXLAN VNID：10。由于vtep之间是三层 络互联的，广播包无法穿越三层 络，所以只能借助组播来实现arp 文的泛洪。通常情况下一个组播地址对应一个VNID，同时可能会对应一个租户或者对应一个vrf 络，通过VNID进行租户之间的隔离。
3、打了VXLAN头的 文转发到了其他的vtep上，进行VXLAN头解封装，原始的ARP Request 文被转发给了vtep下面的主机，并且在vtep上生成一条MAC-A（主机A的mac）、VXLAN ID、IP-1（vtep-1的ip）的对应表项；
4、主机B收到ARP请求，回复ARP Response，Src MAC：MAC-B、Dst MAC：MAC-A；
5、ARP Response 文到达vtep-2后，被打上VXLAN的包头，此时外层的源目mac和ip以及VXLAN ID是根据之前在vtep-2上的MAC-A、VXLAN ID、IP-1对应表项来封装的，所以ARP Response是以单播的方式回复给主机A；
6、打了VXLAN头的 文转发到vtep-1后，进行VXLAN头的解封装，原始的ARP Response 文被转发给了主机A；
7、主机A收到主机B返回的ARP Response 文，整个ARP请求完成。
说明：这种用组播泛洪ARP 文的方式是VXLAN技术早期的方式，这种方式也是有一些缺点，比如产生一些不可控的组播流量等，所以现在很多厂商已经使用了控制器结合南向协议（比如openflow或者一些私有南向协议）来解决ARP的 文转发问题。
- 在经过arp 文后，vtep-1和vtep-2上都会形成一个vxlan二层转发表，大致如下（不同厂商表项可能略有不同，但是最主要的是以下元素）：
vtep-1：
MAC
VNI
vtep
MAC-A
10
e1/1
MAC-B
10
vtep-2 ip
vtep-2：
MAC
VNI
vtep
MAC-B
10
e1/1
MAC-A
10
vtep-1 ip
单播转发的过程如下：
1、host-A将原始 文上送到vtep；
2、根据目的mac和VNI的 （这里的VNI获取是vlan和vxlan的mapping查询出的结果），查找到外层的目的ip是vtep-2 ip，然后将外层的源目ip分别封装为vtep-1 ip和vtep-2 ip，源目mac为下一段链路的源目mac；
3、数据包穿越ip 络；
4、根据VNI、外层的源目ip，进行解封装，通过VNI和目的mac查表，得到目的端口是e1/1；
5、host-B接受此原始 文，并回复host-A，回复过程同上一致。
-
VTEP为 拟机的数据包加上了层包头，这些新的 头之有在数据到达目的VTEP后才会被去掉。中间路径的 络设备只会根据外层包头内的目的地址进行数据转发，对于转发路径上的 络来说，一个Vxlan数据包跟一个普通IP包相比，出了个头大一点外没有区别。由于VXLAN的数据包在整个转发过程中保持了内部数据的完整，因此VXLAN的数据平面是一个基于隧道的数据平面。
- 控制平面—改进的二层协议
VXLAN不会在虚拟机之间维持一个长连接，所以VXLAN需要一个控制平面来记录对端地址可达情况。控制平面的表为(VNI，内层MAC，外层vtep_ip)。Vxlan学习地址的时候仍然保存着二层协议的特征，节点之间不会周期性的交换各自的路由表，对于不认识的MAC地址，VXLAN依靠组播来获取路径信息(如果有SDN Controller，可以向SDN单播获取)。 另一方面，VXLAN还有自学习的功能，当VTEP收到一个UDP数据 后，会检查自己是否收到过这个虚拟机的数据，如果没有，VTEP就会记录源vni/源外层ip/源内层mac对应关系，避免组播学习。
下行 文处理：下行 文是指vtep收到从IP 络发来的带有VXLAN封装的 文。
文解析：对收到的 文进行解析，得到后续处理所需要的各种信息如外层IP头、以太 头，以及VXLAN 头等；
入接口信息获取：根据 文接收端口的配置信息以及当前 文的封装结构，来决定是否需要进行VXLAN下行 文处理，只有当 文具有VXLAN封装，并且外层目的IP是本接入点需要处理的时候，才会进入后续的解封装，否则仅仅执行普通的路由处理；
解封装：根据入接口信息，使用外层目的IP、源IP和封装在 文中的VXLAN ID—起作为关键字进行查表，获得解封装信息。然后去掉 文的外层IP头、以太 头，以及VXLAN 头，并且获得VXLAN 头中所携带的VXLAN ID；
出接口信息获取：根据查表的结果，得到需要转发出去的端口信息；
文转发：从相应的目的端口发送出去，从而完成VXLAN下行 文的处理过程。
- ARP 文转发过程：
1、主机A向主机B发出ARP Request，Src MAC为MAC-A，Dst MAC为全f；
2、ARP Request 文到达vtep-1后，vtep-1对其封装VXLAN包头，其中外层的Src MAC为vtep-1的MAC-1，Dst MAC为组播mac地址， Src ip为vtep-1的IP-1，Dst ip为组播ip地址，并且打上了VXLAN VNID：10。由于vtep之间是三层 络互联的，广播包无法穿越三层 络，所以只能借助组播来实现arp 文的泛洪。通常情况下一个组播地址对应一个VNID，同时可能会对应一个租户或者对应一个vrf 络，通过VNID进行租户之间的隔离。
3、打了VXLAN头的 文转发到了其他的vtep上，进行VXLAN头解封装，原始的ARP Request 文被转发给了vtep下面的主机，并且在vtep上生成一条MAC-A（主机A的mac）、VXLAN ID、IP-1（vtep-1的ip）的对应表项；
4、主机B收到ARP请求，回复ARP Response，Src MAC：MAC-B、Dst MAC：MAC-A；
5、ARP Response 文到达vtep-2后，被打上VXLAN的包头，此时外层的源目mac和ip以及VXLAN ID是根据之前在vtep-2上的MAC-A、VXLAN ID、IP-1对应表项来封装的，所以ARP Response是以单播的方式回复给主机A；
6、打了VXLAN头的 文转发到vtep-1后，进行VXLAN头的解封装，原始的ARP Response 文被转发给了主机A；
7、主机A收到主机B返回的ARP Response 文，整个ARP请求完成。
说明：这种用组播泛洪ARP 文的方式是VXLAN技术早期的方式，这种方式也是有一些缺点，比如产生一些不可控的组播流量等，所以现在很多厂商已经使用了控制器结合南向协议（比如openflow或者一些私有南向协议）来解决ARP的 文转发问题。
- 在经过arp 文后，vtep-1和vtep-2上都会形成一个vxlan二层转发表，大致如下（不同厂商表项可能略有不同，但是最主要的是以下元素）：
vtep-1：
MAC
VNI
vtep
MAC-A
10
e1/1
MAC-B
10
vtep-2 ip
vtep-2：
MAC
VNI
vtep
MAC-B
10
e1/1
MAC-A
10
vtep-1 ip
单播转发的过程如下：
1、host-A将原始 文上送到vtep；
2、根据目的mac和VNI的 （这里的VNI获取是vlan和vxlan的mapping查询出的结果），查找到外层的目的ip是vtep-2 ip，然后将外层的源目ip分别封装为vtep-1 ip和vtep-2 ip，源目mac为下一段链路的源目mac；
3、数据包穿越ip 络；
4、根据VNI、外层的源目ip，进行解封装，通过VNI和目的mac查表，得到目的端口是e1/1；
5、host-B接受此原始 文，并回复host-A，回复过程同上一致。
-
1、主机A向主机B发出ARP Request，Src MAC为MAC-A，Dst MAC为全f；
2、ARP Request 文到达vtep-1后，vtep-1对其封装VXLAN包头，其中外层的Src MAC为vtep-1的MAC-1，Dst MAC为组播mac地址， Src ip为vtep-1的IP-1，Dst ip为组播ip地址，并且打上了VXLAN VNID：10。由于vtep之间是三层 络互联的，广播包无法穿越三层 络，所以只能借助组播来实现arp 文的泛洪。通常情况下一个组播地址对应一个VNID，同时可能会对应一个租户或者对应一个vrf 络，通过VNID进行租户之间的隔离。
3、打了VXLAN头的 文转发到了其他的vtep上，进行VXLAN头解封装，原始的ARP Request 文被转发给了vtep下面的主机，并且在vtep上生成一条MAC-A（主机A的mac）、VXLAN ID、IP-1（vtep-1的ip）的对应表项；
4、主机B收到ARP请求，回复ARP Response，Src MAC：MAC-B、Dst MAC：MAC-A；
5、ARP Response 文到达vtep-2后，被打上VXLAN的包头，此时外层的源目mac和ip以及VXLAN ID是根据之前在vtep-2上的MAC-A、VXLAN ID、IP-1对应表项来封装的，所以ARP Response是以单播的方式回复给主机A；
6、打了VXLAN头的 文转发到vtep-1后，进行VXLAN头的解封装，原始的ARP Response 文被转发给了主机A；
7、主机A收到主机B返回的ARP Response 文，整个ARP请求完成。
说明：这种用组播泛洪ARP 文的方式是VXLAN技术早期的方式，这种方式也是有一些缺点，比如产生一些不可控的组播流量等，所以现在很多厂商已经使用了控制器结合南向协议（比如openflow或者一些私有南向协议）来解决ARP的 文转发问题。
- 在经过arp 文后，vtep-1和vtep-2上都会形成一个vxlan二层转发表，大致如下（不同厂商表项可能略有不同，但是最主要的是以下元素）：
vtep-1：
MAC
VNI
vtep
MAC-A
10
e1/1
MAC-B
10
vtep-2 ip
vtep-2：
MAC
VNI
vtep
MAC-B
10
e1/1
MAC-A
10
vtep-1 ip
单播转发的过程如下：
1、host-A将原始 文上送到vtep；
2、根据目的mac和VNI的 （这里的VNI获取是vlan和vxlan的mapping查询出的结果），查找到外层的目的ip是vtep-2 ip，然后将外层的源目ip分别封装为vtep-1 ip和vtep-2 ip，源目mac为下一段链路的源目mac；
3、数据包穿越ip 络；
4、根据VNI、外层的源目ip，进行解封装，通过VNI和目的mac查表，得到目的端口是e1/1；
5、host-B接受此原始 文，并回复host-A，回复过程同上一致。
-
vtep-1：
| MAC | VNI | vtep |
|---|---|---|
| MAC-A | 10 | e1/1 |
| MAC-B | 10 | vtep-2 ip |
vtep-2：
| MAC | VNI | vtep |
|---|---|---|
| MAC-B | 10 | e1/1 |
| MAC-A | 10 | vtep-1 ip |
单播转发的过程如下：
1、host-A将原始 文上送到vtep；
2、根据目的mac和VNI的 （这里的VNI获取是vlan和vxlan的mapping查询出的结果），查找到外层的目的ip是vtep-2 ip，然后将外层的源目ip分别封装为vtep-1 ip和vtep-2 ip，源目mac为下一段链路的源目mac；
3、数据包穿越ip 络；
4、根据VNI、外层的源目ip，进行解封装，通过VNI和目的mac查表，得到目的端口是e1/1；
5、host-B接受此原始 文，并回复host-A，回复过程同上一致。
4）典型的VXLAN组 模式
软件模式中vtep功能由vswitch实现，图中物理交换 络是一个L3的 络，实际软件overlay的场景下物理的交换 并不一定要是一个L3的 络，只要物理服务器的ip互相可达即可，当然L3的 络是一个比较好的选择，因为L3的 络扩展性比L2好，L2 络一大就会有各种二层问题的存在，比如广播泛洪、未知单播泛洪，比如TOR的mac问题，这个前文已经讲了很多，这里就不多讲了。
优点：1、硬件交换机的转发平面和控制平面解耦，更加灵活，不受物理设备和厂商的限制；
 
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