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云中网络的隔离

Underlay网络：底层的物理网络设备组成的网络。
Overlay网络：用于虚拟机和云中的这些技术组成的网络，这是一种基于物理网络的虚拟化网络实现。

GRE（Generic Routing Encapsulation）

GRE是一种IP-over-IP的隧道技术。它将IP包封装在 GRE 包里，外面加上IP头，在隧道的一端封装数据包，并在通路上进行传输，到另外一端的时候解封装。你可以认为 Tunnel 是一个虚拟的、点对点的连接。
在GRE头中，前32位是必填的，后面是可选的。在前 4 位标识位里面，有标识后面到底有没有可选项？这里面有个很重要的 key 字段，是一个 32 位的字段，里面存放的往往就是用于区分用户的 Tunnel ID。
（二进制数据结构图）
NVGRE是专门用于网络虚拟化的GRE包头格式，网络ID号为24位，数量也够用了。
GRE还需要有一个地方来封装和解封装GRE的包，这个地方往往是路由器或者有路由功能的Linux机器。

使用 GRE 隧道，传输的过程就像下面这张图。这里面有两个网段、两个路由器，中间要通过 GRE 隧道进行通信。当隧道建立之后，会多出两个 Tunnel 端口，用于封包、解封包。

GRE的不足

需要建立点对点隧道，随设备数量增加而成指数增长；
不支持组播，只能进行广播；
设备兼容性差，有很多防火墙和三层网络设备无法解析 GRE；

VXLAN（Virtual extensible local area network）

和三层外面再套三层的 GRE 不同，VXLAN 是从二层外面套了一个 VXLAN 的头，这里面包含的 VXLAN ID 为 24 位。在 VXLAN 头外面还封装了 UDP、IP，以及外层的 MAC 头。

VXLAN 作为扩展性协议，也需要一个地方对 VXLAN 的包进行封装和解封装，实现这个功能的点称为 VTEP（VXLAN Tunnel Endpoint）。

VTEP 相当于虚拟机网络的管家。每台物理机上都可以有一个 VTEP。每个虚拟机启动的时候，都需要向这个 VTEP 管家注册，每个 VTEP 都知道自己上面注册了多少个虚拟机。当虚拟机要跨 VTEP 进行通信的时候，需要通过 VTEP 代理进行，由 VTEP 进行包的封装和解封装。
和 GRE 端到端的隧道不同，VXLAN 不是点对点的，而是支持通过组播来定位目标机器，而非是一端发出，另一端接收。

通过VTEP进行跨VXLAN的包转发示意图：

使用OpenvSwitch进行模拟…

参考

趣谈网络协议-云中网络的隔离GRE、VXLAN

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