【HCIE】13.VXLAN EVPN

news2024/11/26 14:51:10

数据中心一直使用VXLAN当做隧道协议，但是VXLAN没有自己的控制面协议，EVPN本来就可以传递MAC信息，IP信息，也可以传递VNI。就将EVPN做了改造（只把标签改了VNI）。

为什么二层一定需要一个控制面？

1.N个节点需要创建N*(N-1)/2条隧道，配置工作量大。

2.VXLAN设备收到BUM流量会给所有隧道泛洪，泛洪流量大

BGP EVPN使用BGP传递路由，路由的类型是EVPN（EVPN是一种地址族，可以传递的路由类型特别多，可以传递IPV4形成的路由，VPNV4形成的路由，甚至可以传递MAC地址形成的路由）。是一个控制面协议，但是不是只能给VXLAN当做控制面协议，也可以给其他的协议当做控制面协议使用。控制层面可以控制泛洪流量，也可以控制建立隧道

RT决定了是否传递路由，是控制平面；VNI决定了是否建立隧道是转发平面。

跨子网通信都是要先找自己的网关，找到自己网关之前都是二层通信，不管中间经过了几台设备。找到网关之后查路由表，要经过三层转发（不管经过了多少跳），找到对方网关之后再进行二层转发。

BGP EVPN概述

BGP EVPN通过扩展 BGP协议新定义了几种BGP EVPN路由（在MP_REACH_NLRI属性中新定义了几种NLRI，称为EVPN NLRI）。

这些BGP EVPN路由可以用于传递VTEP地址和主机信息，因此BGP EVPN应用于VXLAN网络中，可以使VTEP发现和主机信息学习从数据平面转移到控制平面。

不会出现二层环路，因为封装到了IP（且BGP有水平分割原则）

BGP EVPN路由

TYPE 2路由（MAC/IP路由）：用于主机MAC地址/ARP/IP路由通告，主机路由不是凭空来的，是有PC触发流量产生的路由

TYPE 3路由（Inclusive Multicast路由）：用于传递二层VNI和VTEP IP地址信息，实现VTEP的自动发现和VXLAN隧道的动态建立，实现BUM报文转发

如果对端VTEP IP地址是三层路由可达的，则建立一条到对端的VXLAN隧道。同时，如果对端VNI与本端相同，则创建一个头端复制列表，用于后续BUM报文转发。

TYPE 5路由（IP前缀路由）：用于主机MAC地址/ARP/IP路由通告，外部网络路由通告

主机MAC地址通告

L2网关将学习到的MAC地址加工后（加工RD,RT等信息），通过BGP传递

主机ARP通告

分布式网关

非对称IRB转发

  1. PC1发送单播给PC2，此时因为是三层转发所以要先去找自己的网关，VBDIF20
  2. VBDIF20接收到数据帧后会查路由表发现直连路由，需要从VBDIF 10出发到对面的VBDIF 10
  3. 于是数据帧进入BD 10封装的VNI号是100，数据帧从隧道发往了VTEP2进入了BD 10，VTEP2发现这个数据帧就在同一个BD里面，于是直接二层转发交给了PC2

以上过程，在左边一部分进行的是三层转发，而数据到了右边部分进行的是二层转发，这就是非对称IRB转发。

缺点：需要建立多余的BD

对称IRB转发

两边都执行三层转发

缺点：中间要有一个互联的IP地址（稍后会把这个省略，因为互联地址主要是为了下一跳解析到的MAC，而这个MAC地址会由IRB路由携带）

三层 IP VPN-instance 路由表

二层 EVPN VPN-instance MAC表

此时VTEP之间传递IRB路由（多了L3 VNI），VTEP1的BD20、VTEP2的BD10 之间的IRB路由学习由路由携带RT值控制。

两边BD的VNI不相同，无法直接二层互通，但是建立三层VNI（三层VNI相同），因此可以三层互通

EVPN RT、IP VPN RT（1）

新增IP VPN实例之后，BGP EVPN在传递TYPE 2路由时携带的RT值依旧是EVPN RT值，只是对端收到路由之后的处理行为存在区别:

  • 检查该路由携带的RT，如果与本端EVPN实例的import rt相同，则接收路由。EVPN实例获取到IRB类型路由后，还能提取到其中包含的ARP类型路由，用于主机ARP通告。
  • 检查该路由携带的RT，如果与本端IP VPN实例的import rt相同，则接收该路由。然后，VPN实例获取到该路由携带的IRB类型路由，从中提取的主机IP地址、三层VNI，在其路由表中保存主机IP路由，并根据路由的下一跳迭代出接口，最终迭代结果是指向VTEP的VXLAN隧道。

通过EVPN Router's MAC Extended Community这一扩展团体属性子属性，BGP EPVN传递VTER自身的Router MAC，该MAC地址为NVE接口的MAC地址。

ARP广播抑制

广播变成单播

因为VTEP已经通过路由获得了PC2的MAC地址，所以VTEP可以直接向VTEP2单播发送。

VTEP1首先能学习到PC2的MAC地址形成ARP广播抑制表才可以进行ARP广播抑制

主机信息收集

ARP广播抑制功能的实现依赖于ARP广播抑制表，而该表项的形成依赖于BGP EVPN携带的TYPE 2路由（IRB路由，主机ARP路由）

默认情况下L3网关不会由本地的ARP信息生成BGP EVPN路由，需要手动使能BGP EVPN主机信息收集功能。之后VTEP会依据ARP信息生成IRB路由。

本机ARP代理

全网开启BGP EVPN主机信息收集功能之后，L3网关上将学习到全部主机的32位路由，这使得L3网关在转发属于同一个BD之间的流量时完全可以依赖主机路由进行三层IRB对称转发。

为此可以在L3网关的VBDIF接口上开启本地ARP代理，VBDIF 接口会相应下连主机对同网段IP地址的ARP请求，之后对该同网段IP的访问可以由L3网关进行三层转发完成。

MAC地址迁移

MAC地址迁移后，会使用序列号最大的路由

实验

1.开启over支持evpn的功能
2.建立EVPN BGP对等体关系
3.创建BD，绑定VNI与EVPN实例
4.进入接口，绑定BD
5.进入隧道接口，配置源与头部复制列表

CE2
evpn-overlay enable	//开启支持evpn overlay的功能
bgp 123
	peer 3.3.3.3 as-number 123
	peer 3.3.3.3 connect-interface l0
#
l2vpn-family evpn	//建立EVPN邻居
	policy vpn-target
	peer 3.3.3.3 enable
#
bridge-domain 1030	//创建BD
	vxlan vni 1030
	evpn	//创建EVPN实例，绑定到BD里面
	route-distinguisher 1030:2
	vpn-target 1030:1030 export-extcommunity
	vpn-target 1030:1030 import-extcommunity
#
bridge-domain 2040
	vxlan vni 2040
	evpn 
	route-distinguisher 2040:2
	vpn-target 2040:2040 export-extcommunity
	vpn-target 2040:2040 import-extcommunity
#
interface G1/0/9.10 mode l2
	encapsulation dot1q vid 10
	bridge-domain 1030
#
interface G1/0/9.20 mode l2
	encapsulation dot1q vid 20
	bridge-domain 2040
#
int Nve 1	//进入到VNI里面
source 2.2.2.2
vni 1030 head-end peer-list protocol bgp	//1030隧道根据BGP来建立
vni 2040 head-end peer-list protocol bgp
CE1:
1.开启over支持evpn的功能
2.建立BGP EVPN对等体关系，且配置反射客户端与通告ARP路由功能
3.创建BD，绑定VNI与EVPN实例
4.配置VBDIF地址及arp collect host enable
5.进入隧道接口，配置源地址与头部复制列表
CE2:
1.开启over支持evpn的功能
2.建立EVPN BGP对等体关系，并通告arp路由功能
3.创建BD，绑定VNI与EVPN实例
4.进入接口，绑定BD
5.进入隧道接口，配置源与头部复制列表

CE1
evpn-overlay enable
bridge-domain 1030
vxlan vni 1030
evpn
route-distingusisher 1030:1
vpn-target 1030:1030 export-extocommunity
vpn-target 1030:1030 import-extcommunity
#
bridge-domain 2040
vxlan vni 2040
evpn route-distinguisher 2040:1
vpn-target 2040:2040 export-extcommunity
vpn-tartge 2040:2040 import-extcommunity
#
interface vbdif1030
ip add 192.168.1.1 24
interface vbdif 2040
ip add 192.168.2.1 24
#
bgp 123
peer 2.2.2.2 as-number 123
peer 2.2.2.2 connect-interface l0
peer 3.3.3.3 as-number 123
peer 3.3.3.3 connect-interface l0
#
l2vpn-family evpn
policy vpn-target
peer 2.2.2.2 enable
peer 2.2.2.2 relect0clinet
peer 2.2.2.2 advertise arp
peer 3.3.3.3 enable
peer 3.3.3.3 relect-client
peer 3.3.3.3 advertise arp
#
interface Nve1
source 1.1.1.1
vni 1030 head-end peer-list protocol bgp
vni 2040 head-end peer-list protocol bgp

CE2
evpn-overlay enable
bridge-domain 1030
vxlan vni 1030
evpn
route-distinguisher 1030:2
vpn-target 1030:1030 export-extcommunity
vpn-target 1030:1030 import-extcommunity
#
interface G1/0/9.10 mode l2
encapsulation dot1q vid 10
bridge-domain 1030
#
bgp 123
peer 1.1.1.1 as-number 123
peer 1.1.1.1 connect-interface l0
l2vpn-family evpn
policy vpn-target
peer 1.1.1.1 enable
peer 1.1.1.1 advertise arp
interface Nve 1
source 2.2.2.2
vni 1030 head-end peer-list protocol bgp

CE3
evpn-overlay enable
bridge-domain 2040
vxlan vni 2040
evpn route-distinguisher 2040:3
vpn-target 2040:2040 export-extcommunity
vpn-target 2040:2040 import-extommunity
#
interface G1/0/9.10 mode l2
encapsulation dot1q vid 40
bridge-domain 2040
#
bgp 123
peer 1.1.1.1 as-number 123
peer 1.1.1.1 connect-interface l0
l2vpn-family evpn
policy vpn-target
peer 1.1.1.1 enable
peer 1.1.1.1 advertise arp
#
interface Nve 1
sorece 3.3.3.3
vni 2040 head-end peer-list protocol bgp

CE1 
interface vbdif1030
	arp collect host enable	//主机收集功能
CE2
evpn-overlay enable

bridge-domain 1030
	vxlan vni 1030
	evpn 
	route-distinguisher 1030:1030
	vpn-target 1030:1030 export-extcommunity
	vpn-target 1234:1234 export-extcommunity
	vpn-target 1030:1030 import-extcommunity
#
bridge-domain 2040
	vxlan vni 2040
	evpn
	route-distinguisher 2040:2040
	vpn-target 2040:2040 export-extcommunity
	vpn-target 1234:1234 export-extcommunity
	vpn-target 2040:2040 import-extcommunity
###
ip vpn-instance vpn1
	route-distinguisher 1234:1234
	vpn-target 1234:1234 export-extcommunity evpn
	vpn-target 1234:1234 import-extcommunity evpn
	vxlan vni 1234
#
interface GE1/0/9
undo shutdown
#
interface GE1/0/9.30 mode l2
encapsulation dot1q vid 10
bridge-domain 1030
#
interface GE1/0/9.40 mode l2
encapsulation dot1q vid 20
bridge-domain 2040
#
interface Vbdif1030
ip binding vpn-instance vpn1
ip address 192.168.1.1 255.255.255.0
mac-address 0000-5e00-1030
vxlan anycast-gateway enable
arp collect host enable
#
interface Vbdif2040
ip binding vpn-instance vpn1
ip address 192.168.2.1 255.255.255.0
mac-address 0000-5e00-2040
vxlan anycast-gateway enable	//对外界声明是一个分布式网关
arp collect host enable	//通过arp提取出IP MAC地址等信息放到对应的表项里面
#
bgp 123
peer 3.3.3.3 as-number 123
peer 3.3.3.3 connect-interface LoopBack0
ipv4-family unicast
peer 3.3.3.3 enable
l2vpn-family evpn
policy vpn-target
peer 3.3.3.3 enable
Y
peer 3.3.3.3 advertise irb
#
interface Nve1
source 2.2.2.2
vni 1030 head-end peer-list protocol bgp
vni 2040 head-end peer-list protocol bgp
CE3
evpn-overlay enable
bridge-domain 1030
vxlan vni 1030
evpn
route-distinguisher 1030:1030
vpn-target 1030:1030 export-extcommunity
vpn-target 1234:1234 export-extcommunity
vpn-target 1030:1030 import-extcommunity
#
bridge-domain 2040
vxlan vni 2040
evpn
route-distinguisher 2040:2040
vpn-target 2040:2040 export-extcommunity
vpn-target 1234:1234 export-extcommunity
vpn-target 2040:2040 import-extcommunity
#
ip vpn-instance vpn1
ipv4-family
route-distinguisher 1234:1234
vpn-target 1234:1234 export-extcommunity evpn
vpn-target 1234:1234 import-extcommunity evpn
vxlan vni 1234
#
interface GE1/0/9
undo shutdown
#
interface GE1/0/9.30 mode l2
encapsulation dot1q vid 30
bridge-domain 1030
#
interface GE1/0/9.40 mode l2
encapsulation dot1q vid 40
bridge-domain 2040
#
interface Vbdif1030
ip binding vpn-instance vpn1
ip address 192.168.1.1 255.255.255.0
mac-address 0000-5e00-1030
vxlan anycast-gateway enable
arp collect host enable
#
interface Vbdif2040
ip binding vpn-instance vpn1
ip address 192.168.2.1 255.255.255.0
mac-address 0000-5e00-2040
vxlan anycast-gateway enable
arp collect host enable
#
bgp 123
peer 2.2.2.2 as-number 123
peer 2.2.2.2 connect-interface LoopBack0
ipv4-family unicast
peer 2.2.2.2 enable
l2vpn-family evpn
policy vpn-target
peer 2.2.2.2 enable
Y
peer 2.2.2.2 advertise irb
#
interface Nve1
source 3.3.3.3
vni 1030 head-end peer-list protocol bgp
vni 2040 head-end peer-list protocol bgp

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