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使用默认第 3 层网关在 EVPN-VXLAN叠加网络中路由流量

以太网 VPN-虚拟可扩展 LAN (EVPN-VXLAN) 环境中的物理(裸机)服务器依靠默认第 3 层网关将流量从一个虚拟网络 (VN) 路由到另一个物理服务器或另一个 VN 中的虚拟机 (VM)。您可以在充当第 3 层网关瞻博网络路由器设备上启用默认网关VXLAN功能。在第 3 层VXLAN网关上,您可以使用虚拟网关地址 (VGA) 配置集成路由和桥接 (IRB) 接口,而虚拟网关地址 (VGA) 又将 IRB 接口配置为默认第 3 层网关。在数据中心内部和跨数据中心互连 (DCI) 解决方案使用 EVPN-VXLAN时,您可以使用 VGA 配置 IRB 接口。

了解默认网关

要启用默认网关功能,您可使用唯一 IP 地址和 媒体访问控制(地址) (MAC) 地址配置 IRB 接口。此外,您可使用 VGA(必须是任播 IP 地址)配置 IRB 接口,并且第 3 层 VXLAN 网关自动生成MAC 地址。

为 VGA 指定 IPv4 地址时,第 3 层 VXLAN 网关会自动生成 00:00:5e:00:01:01:01 作为MAC 地址。指定 IPv6 地址时,第 3 层 VXLAN 网关会自动生成 00:00:5e:00:02:01 作为MAC 地址。

在瞻博网络第 3 层 VXLAN 网关的设备上,您可以使用 层次结构级别的 或 配置语句,明确地为默认网关配置 IPv4 或 IPv6 MAC 地址 virtual-gateway-v4-mac virtual-gateway-v6-mac [edit interfaces irb unit logical-unit-number] 。借助此配置,设备将替代已配置MAC 地址的密钥MAC 地址。

最佳做法:

在支持 EVPN-VXLAN virtual-gateway-v4-mac 的 QFX5xxx、QFX100xx 和 EX4xxx 系列交换机上,我们建议您为每个 IRB 设备配置相同的地址,而不是为每个 IRB 配置一个唯一的地址。同样,为每个 virtual-gateway-v6-mac IPv6 IRB 单元配置相同的地址,而不是每个设备都配置一个唯一的地址。

VGA 和关联MAC 地址特定 VN 中提供默认网关功能。您可将 VN 中的每个主机(物理服务器或虚拟机)配置为使用 VGA。

将任播 IP 地址用作 VGA 时,当 VM 从一个 EVPN 提供商边缘 (PE) 设备移到同一 VN 中的另一个时,VM 可使用相同的默认网关。换言之,无需为 MAC 绑定使用新的默认网关 IP 地址更新虚拟机。

EVPN-VXLAN 拓扑中的第 VXLAN 3 层网关VXLAN响应 VGA 的地址解析协议 (ARP) 请求,并转发用于默认网关接口的MAC 地址。

最佳做法:

在用作 EVPN-VXLAN 集中路由桥接叠加(采用两层 IP 交换矩阵的 EVPN-VXLAN 拓扑)中作为第 3 层 VXLAN 网关的 瞻博网络 设备上,我们建议 IRB 接口 IP 地址在给定虚拟网络的不同第 3 层 VXLAN 网关中具有唯一性,并且为 IRB 配置虚拟网关 MAC 地址。在 IRB 接口发送用于最终目标地址的 ARP 消息时,遵循此建议可避免 ARP 请求和响应的非对称数据MAC 地址。如果为 IRB 接口配置虚拟网关 MAC 地址,我们建议您跨不同的第 3 层 VXLAN 网关使用唯一 MAC 地址,在给定第 3 层 VXLAN 网关中,跨不同的 IRB 设备使用相同的 MAC 地址。

对于 EVPN-VXLAN 边缘路由桥接叠加(采用两层 IP 交换矩阵的 EVPN-VXLAN 拓扑)中的 QFX10000 交换机上配置的 IRB 接口,您可以选择使用相同 MAC 地址 的 VN 中每个第 3 层 VXLAN 网关上的每个 IRB 接口。有关详细信息,请参阅 示例:在数据中心内VXLAN EVPN-VXLAN路由桥接叠加

最佳做法:

默认情况下,EVPN-VXLAN网络中具有 EVPN 多主机以实现虚拟网关冗余的设备上启用自动 ESI 生成(请参阅 了解 冗余默认网关 )。建议使用边缘路由桥接叠加禁用 EVPN 网络的自动 ESI 生成。要禁用自动 ESI 生成,请 no-auto-virtual-gateway-esi 包含 层级的 [edit interfaces irb unit logical-unit-number] 语句。

从 Junos OS 22.1R1 版开始,MX960、MX2020 和 MX10008 路由器还默认为 EVPN 第 3 层网关 IRB 接口 ESI 启用自动 ESI 生成。但是, no-auto-virtual-gateway-esi EVPN-MPLS不支持该语句。因此,在这种情况下,您始终会看到 IRB 接口自动生成的 ESIS。

注意:

要排除 IRB 接口的故障,您可对接口的 IP 地址执行 ping 操作。

要排除 MX 系列路由器上默认网关的故障,可以从路由器设备对默认网关的 VGA客户边缘 ping。要支持 ping VGA,virtual-gateway-accept-data [edit interfaces irb unit] 请包括该语句在首选虚拟网关的"主机"中。

此外,您还可以从 PE 设备(MX 系列路由器)ping 客户边缘设备的 IP 地址。要支持 ping 客户边缘设备的 IP 地址,请使用唯一 [edit interfaces irb unit logical-unit-number family (inet |inet6} address ip-address] IRB IP 地址在层次结构中包括首选语句。否则,当您对设备执行 ping 操作时,必须手动将唯一 IRB IP 地址指定为客户边缘 IP 地址。

对于配置了 VGA 的每个 IRB 接口,有两组 IP 和 MAC 地址—一组用于 IRB 接口本身,一组用于默认网关。因此,设备会播发 IRB 接口和默认网关的 MAC 路由。但是,没有任何默认网关扩展社区属性与默认网关的 MAC 路由播发相关联,因为所有第 3 层VXLAN网关具有相同的任播 IP 地址和 MAC 绑定。

了解默认网关如何处理虚拟网络之间的已知单播流量

在图 1 中所示的集中路由桥接叠加中,MX 系列路由器作为第 3 层 VXLAN 网关,QFX5200 交换机作为第 2 层VXLAN网关。终端主机 1 到 4 是必须相互通信的物理服务器。

图 1:处理虚拟网络之间的已知单播流量 Handling Known Unicast Traffic Between Virtual Networks

在此拓扑中,VN1 (10.10.0.0/24) 中的终端主机 1 和 VN 2 中的终端主机 3 (10.20.0.0/24) 交换已知单播数据包。在两个终端主机之间交换数据包之前,假设主机向 MX1(第 3 层 VXLAN 网关)发送 ARP 请求,MX1 使用 VN1 中默认网关的 MAC 地址 进行响应。

例如,终端主机 1 发出数据包并将其发送到 QFX1,这是第 2 层VXLAN网关。QFX1 使用数据包标头封装VXLAN并将其发送到 MX1。对于内部目标 MAC,数据包包含 VN1 中MAC 地址网关的源。对于内部目标 IP,数据包包含终端主机 3 的 IP 地址。收到数据包后,MX1 将解封装,在内部目标 MAC 字段中检测到默认网关的 MAC 地址 后,在 VN1 的 L3-VRF 路由表中对终端主机 3 的 IP 地址执行路由查找。找到路由后,数据包将路由到 VN2,并基于 ARP 路由条目,使用一个数据包标头封装VXLAN发送至 QFX3。QFX3 对数据包进行解封装,并将其发送到终端主机 3。

注意:

边缘路由桥接叠加中已知单播流量的流量信息流和处理基本与本节中所述的内容相同。唯一不同的是,在边缘路由桥接叠加中,支持第 3 层 VXLAN 网关功能的 QFX 系列 交换机同时充当第 2 层/第 3 层VXLAN网关。

了解默认网关如何处理虚拟网络之间的未知单播流量

注意:

本部分的信息适用于集中路由和边缘路由桥接叠加中未知单播数据包的信息流和处理。

对于由物理服务器启动的 VN 之间的未知单播流量,每个阶段都需要附加 ARP 请求和响应流程。解析默认网关和主机的目标 MAC 地址之后,流量以相同的方式在"了解默认网关如何处理虚拟网络之间的已知单播流量"中介绍。

了解冗余默认网关

作为瞻博网络第 3 层网关VXLAN路由器还可提供冗余默认网关功能。冗余默认网关可防止一个 VN 中的物理服务器与另一个 VN 中的物理服务器或 VM 之间的通信丢失。

冗余默认网关功能通常在 EVPN-VXLAN 拓扑中实现,其中提供商边缘 (PE) 设备(如第 2 层 VXLAN 网关或 Contrail vRouter)在主动-主动模式下多路访问至多个第 3 层 VXLAN 网关。在 3 层VXLAN网关上,IRB 接口配置为默认网关。请注意,每个默认网关使用相同的 VGA 和MAC 地址。此外,VGA 和 MAC 地址与相同的以太网分段 ID (ESI) 相关联。

与 VGA 和默认网关MAC 地址的 ESI 自动从 VN 的自治系统 (AS) 和 VXLAN 网络标识符 (VNI) 派生。因此,由给定 VN 的每个第 3 层网关VXLAN通告的默认网关 MAC 路由具有相同的 ESI。

从第 2 层 VXLAN 网关或多主机到第 3 层 VXLAN 网关的 Contrail vRouter 的角度来看,在每个第 3 层 VXLAN 网关上配置的每个默认网关的地址都是相同的。因此,PE 设备会构建等价多路径 (ECMP) 下一跳跃以到达每个默认网关。从主机发起并发往默认网关MAC 地址流量将实现负载平衡。

如果第 3 层VXLAN网关之一出现故障,将通知远程 PE 设备下一跃点退出或激增至默认网关MAC 地址。故障第 3 层网关VXLAN下一跃点数据库中移除。尽管移除了路径,但是仍然可以到达在其余第 3 层 VXLAN 网关上配置的默认网关,并且主机的 ARP 条目保持不变。

了解动态 ARP 处理

当物理服务器需要确定其MAC 地址的路由器时,物理服务器将启动一个包含默认网关 VGA 的 ARP 请求。在集中路由的桥接叠加中,第 2 层 VXLAN 网关通常接收 ARP 请求,将请求封装在 VXLAN 标头中,然后转发至第 3 层 VXLAN 网关。在边缘路由桥接叠加中,第 2 层VXLAN第 3 层网关通常从直接连接的物理服务器接收 ARP 请求。

收到 ARP 请求时,第 3 层 VXLAN 网关会酌情对数据包进行解封装,学习物理服务器的 IP 和 MAC 绑定,并在其数据库中创建一个 ARP 条目。然后,第 3 层VXLAN网关回复MAC 地址网关的回复。

在集中路由的桥接叠加中,ARP 响应封装为一个VXLAN标头,并单播回第 2 层VXLAN网关。第 2 层VXLAN网关对 ARP 响应进行解封装,将数据包转发至物理服务器。

在边缘路由桥接叠加中,ARP 响应单播回直接连接的物理服务器。

如果 VN1 中的物理服务器源自发往 VN2 中物理服务器的数据包,则第 3 层 VXLAN 网关将搜索其数据库,查找目标物理服务器的 ARP 条目。如果未找到匹配项,第 3 层 VXLAN 网关将启动 ARP 请求,其中包含映射到 VN2 的 IRB 接口的 IP 和 MAC 地址,并将请求发送到目标物理服务器。目标物理服务器学习 IRB 接口的 IP/MAC 绑定,并相应地在其数据库中添加或刷新 ARP 条目。然后,物理服务器单播 ARP 响应,其中包括MAC 地址 IRB 接口的路由、返回至第 3 层VXLAN网关,