静态方式部署集中式网关

在静态方式部署集中式网关的场景中，控制平面的流程包括VXLAN隧道建立、MAC地址动态学习；转发平面的流程包括同子网已知单播报文转发、同子网BUM（Broadcast&Unknown-unicast&Multicast）报文转发、跨子网报文转发。

静态方式部署集中式网关，手工配置工作量大，灵活性较差，不适合大规模的组网场景，如果在VXLAN网络中采用集中式网关，推荐使用BGP EVPN方式部署集中式网关。

下面以IPv4 over IPv4为例进行详细描述，其他Underlay网络和Overlay网络组合相对于IPv4 over IPv4的实现差异如表1所示。

表1 其他Underlay网络和Overlay网络组合的实现差异
组合类别	实现差异
IPv6 over IPv4	在MAC地址动态学习过程中，二层网关通过主机发送的NS（Neighbor Solicitation）报文学习主机MAC地址。在跨子网互通的场景中，三层网关的VBDIF接口需配置IPv6地址，在跨子网报文转发时，三层网关需查找IPv6路由表，找到目的IPv6地址的下一跳地址，再根据下一跳地址查找ND表，获取目的MAC等信息。
IPv4 over IPv6	VXLAN隧道的两端VTEP采用IPv6地址，且VTEP之间需要IPv6三层路由互通。
IPv6 over IPv6	VXLAN隧道的两端VTEP采用IPv6地址，且VTEP之间需要IPv6三层路由互通。在MAC地址动态学习过程中，二层网关通过主机发送的NS报文学习主机MAC地址。在跨子网互通的场景中，三层网关的VBDIF接口需配置IPv6地址，在跨子网报文转发时，三层网关需查找IPv6路由表，找到目的IPv6地址的下一跳地址，再根据下一跳地址查找ND表，获取目的MAC等信息。

VXLAN隧道建立

VXLAN隧道由一对VTEP IP地址确定，静态VXLAN隧道的创建完全通过手工配置本端和远端的VNI、VTEP IP地址来完成，只要VXLAN隧道的两端VTEP IP是三层路由可达的，VXLAN隧道就可以建立成功。

如图1所示，VTEP2上部署了Host1和Host3，VTEP3上部署了Host2，VTEP1上部署三层网关。

为了实现Host3和Host2之间的通信，需要分别在VTEP2和VTEP3上配置二层VNI，并在配置头端复制列表时指定对端VTEP IP地址。只要VTEP2和VTEP3上存在到对端VTEP IP地址的三层路由，就可以建立到对端的VXLAN隧道。
为了实现Host1和Host2之间的通信，需要分别在VTEP2和VTEP1、VTEP1和VTEP3上配置二层VNI，并在配置头端复制列表时指定对端VTEP IP地址。只要VTEP2和VTEP1上存在到对端VTEP IP地址的三层路由，就可以建立到对端的VXLAN隧道；同样的，只要VTEP1和VTEP3上存在到对端VTEP IP地址的三层路由，就可以建立到对端的VXLAN隧道。

MAC地址动态学习

在VXLAN网络中，为了实现终端租户的互通，支持MAC地址动态学习，不需要网络管理员手工维护，大大减少了维护工作量。下面结合图2，详细介绍一下同子网主机互通时，MAC地址动态学习的过程。

图2 MAC地址动态学习

Host3发送源MAC为MAC3、目的MAC为全F、源IP为IP3、目的IP为IP2的ARP请求报文，请求Host2的MAC地址。

VTEP2收到该ARP请求后，根据报文接入的端口和携带的VLAN信息判断该请求报文需进入VXLAN隧道，并确定报文所对应的VNI（20）。同时VTEP2学习到了Host3的MAC地址、BD ID（二层广播域标识）和报文入接口的对应关系，并在本地MAC表中生成Host3的MAC表项，其出接口为Port1。

VTEP2对该ARP请求报文进行VXLAN封装，如图3所示，封装的VNI是绑定当前BD的VNI，封装的外层源IP地址为VTEP2的VTEP IP地址，外层目的IP地址为VTEP3的VTEP IP地址，外层源MAC地址为VTEP2的MAC地址，外层目的MAC地址为去往目的IP的网络下一跳的MAC地址。封装后的报文根据外层MAC和IP信息在IP网络中传输，送达VTEP3。

图3 VXLAN报文

VTEP3收到报文后进行解封装，得到Host3发送的原始ARP请求报文，同时VTEP3学习到Host3的MAC地址、BD ID和VTEP2上VTEP IP地址的对应关系，并在本地的MAC表中生成Host3的MAC表项，其出接口需根据下一跳（即VTEP2的VTEP IP地址）进行迭代，最终迭代结果是指向VTEP2的VXLAN隧道。
VTEP3在对应的二层域内广播ARP请求。Host2收到ARP请求后，比较报文中的目的IP是否为本机的IP地址，如果是，则将Host3的MAC地址保存到本地的MAC表中，并进行ARP应答。

由于此时Host2已经学习到了Host3的MAC地址，所以ARP应答报文为单播报文，后续的ARP应答报文发送过程与上述过程类似，这里不再赘述。Host3和Host2互相学习到对方的MAC地址之后，双方将采用单播通信。

在跨子网主机互通时，只需在主机和三层网关之间进行MAC地址动态学习，与上述过程相同。

同子网已知单播报文转发

同子网已知单播报文转发只在VXLAN二层网关之间进行，三层网关无需感知。报文转发流程如图4所示。

图4 同子网已知单播报文转发示意图

VTEP2收到来自Host3的报文，根据报文中接入的端口和VLAN信息获取对应的二层广播域，并在该二层广播域内查找出接口和封装信息。
VTEP2根据查找到的封装信息对数据报文进行VXLAN封装，然后根据查找到的出接口进行报文转发。
VTEP3收到VXLAN报文后，根据UDP目的端口号、源/目的IP地址、VNI判断VXLAN报文的合法有效性。然后依据VNI获取对应的二层广播域，进行VXLAN解封装，获取内层的二层报文。
VTEP3根据内层二层报文的目的MAC，从本地MAC表找到对应的出接口和封装信息，对报文进行VLAN Tag的相应处理，转发给对应的主机Host2。

Host2向Host3发送报文的过程类似，这里不再赘述。

同子网BUM报文转发

同子网BUM报文转发只在VXLAN二层网关之间进行，三层网关无需感知。同子网BUM报文转发采用头端复制方式。

头端复制是指，当BUM报文进入VXLAN隧道时，接入端VTEP根据头端复制列表进行报文的VXLAN封装，并将报文发送给头端复制列表中的所有出端口VTEP。BUM报文出VXLAN隧道时，出口端VTEP对报文解封装。BUM报文采用头端复制的转发流程如图5所示。

图5 同子网BUM报文采用头端复制转发示意图

VTEP1收到来自终端A的报文，根据报文中接入的端口和VLAN信息获取对应的二层广播域。
VTEP1根据对应的二层广播域获取对应VNI的头端复制列表，依据获取的列表进行报文复制，并进行VXLAN封装。然后将封装后的报文从出接口转发出去。
VTEP2/VTEP3收到VXLAN报文后，根据UDP目的端口号、源/目的IP地址、VNI判断VXLAN报文的合法有效性。然后依据VNI获取对应的二层广播域，进行VXLAN解封装，获取内层二层报文。
VTEP2/VTEP3检查内层二层报文的目的MAC，发现是BUM MAC，在对应的二层广播域内的非VXLAN隧道侧进行广播处理，即：VTEP2/VTEP3分别从本地MAC表中找到非VXLAN隧道侧的所有出接口和封装信息，对报文进行VLAN Tag的相应处理，转发给对应的终端B/C。

跨子网报文转发

跨子网报文转发需要通过三层网关实现。在集中式网关场景中，跨子网报文转发的流程如图6所示。

图6 跨子网报文转发示意图

VTEP2收到来自Host1的报文，根据报文中接入的端口和VLAN信息获取对应的二层广播域，在对应的二层广播域内查找出接口和封装信息。
VTEP2根据查找到的出接口和封装信息进行VXLAN封装，向VTEP1转发报文。
VTEP1收到VXLAN报文后进行解封装，发现内层报文中的目的MAC是三层网关接口VBDIF10的MAC地址MAC3，判断需要进行三层转发。
VTEP1剥除内层报文的以太封装，解析目的IP。根据目的IP查找路由表，找到目的IP的下一跳地址，再根据下一跳地址查找ARP表项，获取目的MAC、VXLAN隧道出接口及VNI等信息。
VTEP1重新封装VXLAN报文，向VTEP3转发。其中内层报文以太头中的源MAC是三层网关接口VBDIF20的MAC地址MAC4。
VTEP3收到VXLAN报文后，根据UDP目的端口号、源/目的IP地址、VNI判断VXLAN报文的合法有效性。依据VNI获取对应的二层广播域，然后进行VXLAN解封装，获取内层二层报文，并在对应的二层广播域内查找出接口和封装信息。
VTEP3根据查找到的出接口和封装信息，对报文进行VLAN Tag的相应处理，转发给对应的Host2。

Host2向Host1发送报文的过程类似，这里不再赘述。