VSwitch专业技术白皮书
华为CloudEngine系列交换机VXLAN技术白皮书
介绍VXLAN的实现原理。 2.1 基本概念 2.2 报文格式 2.3 隧道建立与维护 2.4 数据报文转发 2.5 VXLAN QoS
2 原理描述
2 原理描述
文档版本 01 (2014-09-20)
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版权所有 © 华为技术有限公司
CloudEngine 系列交换机 VXLAN 技术白皮书
表 2-1 控制器相关概念
概念
描述
控制器 （Controller）
控制器是OpenFlow协议的控制面服务器，所有的路径计算与管 理都由独立的控制器完成。
通常，刀片服务器即可作为控制器。
转发器
OpenFlow协议的转发平面设备，只处理数据转发任务。
OpenFlow协议 OpenFlow协议是SDN中的重要协议，是控制器和转发器的通信 通道。控制器通过OpenFlow协议将信息下发给转发器。
4 基于 SDN 控制器的 VXLAN 配置示例.....................................................................................23 5 参考标准和协议.............................................................................................................................39
CloudEngine 系列交换机
VXLAN 技术白皮书
文档版本 01 发布日期 2014-09-20
华为技术有限公司
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中国电信DPDK技术白皮书v1.0
SDN Overlay技术白皮书(上) SDNLAB 专注网络创新技术
SDN Overlay技术白皮书(上) SDNLAB 专注网络创新技术1 概述1.1 产生背景随着企业业务的快速扩展，IT作为基础设施，其快速部署和高利用率成为主要需求。
云计算可以为之提供可用的、便捷的、按需的资源，成为当前企业IT建设的常规形态，而在云计算中大量采用和部署的虚拟化几乎成为一个基本的技术模式。
部署虚拟机需要在网络中无限制地迁移到目的物理位置，虚拟机增长的快速性以及虚拟机迁移成为一个常态性业务。
传统的网络已经不能很好满足企业的这种需求，面临着如下挑战：虚拟机迁移范围受到网络架构限制虚拟机迁移的网络属性要求，当其从一个物理机上迁移到另一个物理机上，虚拟机需要不间断业务，因而需要其IP地址、MAC地址等参数维持不变，如此则要求业务网络是一个二层网络，且要求网络本身具备多路径多链路的冗余和可靠性。
传统的网络生成树（STP，Spaning Tree Protocol）技术不仅部署繁琐，且协议复杂，网络规模不宜过大，限制了虚拟化的网络扩展性。
基于各厂家私有的IRF/vPC等设备级的（网络N:1）虚拟化技术，虽然可以简化拓扑、具备高可靠性，但是对于网络有强制的拓扑形状要求，在网络的规模和灵活性上有所欠缺，只适合小规模网络构建，且一般适用于数据中心内部网络。
虚拟机规模受网络规格限制在大二层网络环境下，数据流均需要通过明确的网络寻址以保证准确到达目的地，因此网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上限，并且因为表项并非百分之百的有效性，使得可用的虚拟机数量进一步降低。
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网关设备在同一档次，则会提升网络建设成本。
虽然核心或网关设备的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网关能力，如采用多个网关来分担虚拟机的终结和承载，但如此也会带来成本的巨幅上升。
精选-FusionSphere 分布式虚拟交换机技术白皮书服务器虚拟化
1 分布式虚拟交换机概述1.1 产生背景图1-1网络虚拟化的发展计算虚拟化驱动网络虚拟化的发展。
传统数据中心，一台服务器运行一个操作系统，通过物理网线与交换机相连，由交换机实现不同的主机的交换、流量控制、安全控制等功能。
在计算虚拟化后，一台服务器虚拟化成多台的虚拟的主机，每个虚拟主机有自己的CPU、内存和网卡。
同一服务器上的不同主机之间既需要维持原有的通信，同时由于共享物理设备，引出了新的安全隔离、以及对流控的更高的需求，对虚拟交换技术的诉求由此产生为统一和简化对各台主机的虚拟交换机的配置管理，业界引入分布式虚拟交换机。
分布式虚拟交换机一方面可以对多台服务器的虚拟交换机统一配置、管理和监控，另一方面也可以保证虚拟机在服务器之间迁移时网络配置的一致性。
1.2 虚拟交换现状虚拟交换分为基于服务器来实现虚拟二层交换的功能和基于交换机实现虚拟交换功能两类实现方式。
其中服务器实现虚拟交换又分为服务器CPU实现虚拟交换和在服务器网卡上实现虚拟交换的两种方式。
总结来说，虚拟交换的实现形式一般分为三种：1）在服务器CPU上实现虚拟交换；2）在服务器网卡上实现虚拟交换；3）在物理交换机上实现虚拟交换。
1.2.1 基于服务器CPU实现虚拟交换在服务器CPU中实现虚拟交换是目前较为成熟且产品化较好的技术方案。
在服务器的CPU中实现完整的虚拟交换的功能，虚拟机的虚拟网卡对应虚拟交换的一个虚拟端口，服务器的物理网卡作为虚拟交换的上行链路端口。
虚拟机的报文接收流程如下：虚拟交换机首先从虚拟端口/物理端口接收以太网报文，之后根据虚拟机MAC、VLAN，查找二层转发表，找到对应的虚拟端口/物理端口，然后按照具体的端口，转发报文。
该方案的特点：1) 服务器内部的通信性能：同一服务器上的虚拟机间报文转发性能好，时延低。
虚拟交换机实现虚拟机之间报文的二层软件转发，报文不出服务器，转发路径短，性能高；2) 跨服务器通信性能：跨服务器，需要经物理交换机进行转发，相比物理交换机实现虚拟交换，由于虚拟交换模块的消耗，性能稍低于物理交换机实现虚拟交换；3) 扩展灵活：服务器实现虚拟交换，由于采用纯软件实现，相比采用L3芯片的物理交换机，功能扩展灵活、快速，可以更好的满足云计算的网络需求扩展；4) 规格容量大：服务器内存大，相比物理交换机，在L2交换容量、ACL容量等，远大于物理交换机。
open vswitch工作原理
Open vSwitch（OVS）是一种虚拟化的网络交换机，它是一个开源项目，旨在为虚拟化环境提供灵活的网络解决方案。
Open vSwitch最初是由Nicira Networks开发的，后来成为了一个独立的开源项目，并受到了广泛的关注和支持。
Open vSwitch能够在虚拟化环境中扮演网络交换机的角色，并支持各种网络虚拟化技术，例如VLAN、VXLAN、GRE等。
本文将介绍Open vSwitch的工作原理，包括其软件架构、数据平面和控制平面等方面的内容。
一、Open vSwitch的软件架构Open vSwitch的软件架构采用了模块化的设计，它包括数据平面和控制平面两部分。
其中，数据平面负责对数据包进行转发和处理，而控制平面则负责对数据平面进行配置和管理。
在Open vSwitch的软件架构中，数据平面和控制平面之间通过OpenFlow协议进行通信。
1. 数据平面数据平面是Open vSwitch中的核心部分，它负责处理和转发网络数据包。
数据平面由多个内部组件组成，其中最重要的组件是内核模块和用户态的ovs-vswitchd进程。
内核模块负责在内核空间中处理数据包，而ovs-vswitchd进程则负责在用户态中控制内核模块的行为。
数据平面还包括了一些其他组件，例如流表、端口组、虚拟交换机等。
2. 控制平面控制平面负责对数据平面进行配置和管理。
在Open vSwitch中，控制平面使用OpenFlow协议与数据平面进行通信。
通过OpenFlow协议，控制器可以向数据平面下发流表项，配置数据平面的行为。
除了OpenFlow控制器，Open vSwitch还支持其他控制平面的接入方式，例如OVSDB协议和管理接口等。
二、Open vSwitch的数据平面工作原理Open vSwitch的数据平面负责对网络数据包进行处理和转发。
它使用流表来管理数据包的转发行为，而ovs-vswitchd进程则负责根据流表对数据包进行处理。
Linux高级网络虚拟化技术使用OpenvSwitch和NFV
Linux高级网络虚拟化技术使用OpenvSwitch和NFV虚拟化技术是现代计算机技术中的重要组成部分，它通过将物理资源抽象为虚拟资源，提供了更高的资源利用率和灵活性。
网络虚拟化技术是虚拟化技术的重要分支之一，它可以将物理网络资源划分为多个虚拟网络，从而满足不同用户和应用对网络资源的需求。
在Linux操作系统中，OpenvSwitch和NFV是两种常用的高级网络虚拟化技术，本文将介绍它们的使用方法和优势。
1. OpenvSwitchOpenvSwitch是一种基于软件的虚拟化交换机，它可以在Linux 内核中实现虚拟网络的划分和管理。
OpenvSwitch可以通过创建虚拟网桥、虚拟端口等方式，将物理网络资源划分为多个虚拟网络，每个虚拟网络都可以独立配置和管理。
OpenvSwitch还支持各种网络协议（如VLAN、OpenFlow等），可以实现更灵活的网络控制和管理。
2. NFVNFV（Network Function Virtualization）是一种将网络功能虚拟化的技术，它可以将传统的网络设备（如路由器、防火墙等）以软件的形式运行在通用服务器上。
NFV可以通过将网络功能虚拟化，提升网络设备的灵活性和可扩展性，降低网络设备的成本和维护复杂性。
NFV技术通常和OpenvSwitch一起使用，通过将虚拟网络功能与虚拟网络结合，实现更高级的网络虚拟化。
3. OpenvSwitch和NFV的使用在Linux系统中，可以通过以下步骤来使用OpenvSwitch和NFV进行高级网络虚拟化：（1）安装OpenvSwitch和NFV软件包，可以通过包管理器（如apt、yum等）来进行安装。
（2）配置OpenvSwitch，创建虚拟网络、虚拟网桥等资源。
（3）配置NFV，将网络功能虚拟化为软件运行在服务器上。
（4）通过OpenvSwitch和NFV的API或控制面板进行网络资源的配置和管理。
使用OpenvSwitch和NFV进行高级网络虚拟化的好处包括：（1）提供更高的资源利用率和灵活性，可以根据需求动态划分和配置虚拟网络，降低资源浪费。
数据中心边缘虚拟交换IEEE 802.1Qbg技术白皮书
数据中心边缘虚拟交换（IEEE 802.1Qbg）技术白皮书
来，作为一个通道和外部实体交换机进行通讯，以减少虚拟机上网络功能负担。 VTDB：VSI type database，VSI 类型数据库。 VM：Virtual machine，虚拟机，是指使用系统虚拟化技术，运行在一个隔离环境中、具有完 整硬件功能的逻辑计算机系统，包括客户操作系统和其中的应用程序。 VSI：Virtual Station Interface，虚拟终端接口，指虚拟网桥和虚拟网卡所连接的通路。
数据中心边缘虚拟交换（IEEE 802.1Qbg）技术白皮书
数据中心边缘虚拟交换（IEEE 802.1Qbg） 技术白皮书
数据中心边缘虚拟交换（IEEE 802.1Qbg）技术白皮书
前言
摘要
随着服务器逐步走向虚拟化以及数据中心的蓬勃兴起，用于连接服务器的网络组件也开始了 虚拟化的发展和探索。与服务器虚拟定 义和概念，各个产商针对自身的解决方案特点、技术特长发展了几种网络设备虚拟化的技术。 本文介绍的就是网络虚拟化的技术之一，IEEE“数据中心网桥工作组”在 2010 年初所开始的 网桥虚拟化技术中的 802.1Qbg 标准，以及该标准的实现分析等相关内容。
数据中心边缘虚拟交换（IEEE 802.1Qbg）技术白皮书
目录
1 背景 .......................................................................................................................................................... 1
关键词
VEPA、VEB、Reflect Relay、S-channel
FusionSphere虚拟化套件技术白皮书
华为FusionSphere 6.5.0 虚拟化套件技术白皮书pg. i1 摘要云计算并不是一种新的技术，而是在一个新理念的驱动下产生的技术组合。
这个理念就是—敏捷IT。
在云计算之前，企业部署一套服务，需要经历组网规划，容量规划，设备选型，下单，付款，发货，运输，安装，部署，调试的整个完整过程。
这个周期在大型项目中需要以周甚至月来计算。
在引入云计算后，这整个周期缩短到以分钟来计算。
IT业有一条摩尔定律，芯片速度容量每18个月提升一倍。
同时，IT行业还有一条反摩尔定律，所有无法追随摩尔定律的厂家将被淘汰。
IT行业是快鱼吃慢鱼的行业，使用云计算可以提升IT设施供给效率，不使用则会拖慢产品或服务的扩张脚步，一步慢步步慢。
云计算当然还会带来别的好处，比如提升复用率缩减成本，降低能源消耗，缩减维护人力成本等方面的优势，但在反摩尔定律面前，已经显得不是那么重要。
业界关于云计算技术的定义，是通过虚拟化技术，将不同的基础设施标准化为相同的业务部件，然后利用这些业务部件，依据用户需求自动化组合来满足各种个性化的诉求。
云着重于虚拟化，标准化，和自动化。
FusionSphere是一款成熟的Iaas层的云计算解决方案，除满足上面所述的虚拟化，标准化和自动化诉求外，秉承华为公司二十几年电信化产品的优秀基因，向您提供开放，安全可靠的产品。
本文档向您讲述华为FusionSphere解决方案中所用到的相关技术，通过阅读本文档，您能够了解到：●云的虚拟化，标准化，自动化这些关键衡量标准是如何在FusionSphere解决方案中体现的；●FusionSphere解决方案是如何做到开放，安全可靠的；●FusionSphere解决方案所包含的部件，所涉及的主要技术领域，使用的主要单点技术；●针对FusionSphere提供的各种技术选择，您怎样使用它们来满足您的业务诉求；本书分为如下章节：第一章，就是本章，给您对云计算，云平台有一个概括性的认识，并对本文档的阅读给出指导。
华为Agile Controller控制器标准接口白皮书
华为 Agile Controller 控制器标准接口技术白皮书数据中心敏捷控制器 Agile Controller-DCN 是华为数据中心解决方案的核心部件 , 提供从应用到物理网络的自动映射、资源池化部署和可视化运维，能够实现数据中心 VXLAN 网络的自动化部署。
AC 控制器是一个开放系统，基于开源平台设计，北向支持与业界主流 Openstack 云平台对接，南向支持和 vswitch 、物理交换机以及防火墙对接，控制器能够将北向的网络业务接口转换为南向的具体设备配置命令，实现网络自动化。
在没有云平台情况下，AC 控制器还能够提供单独的业务发放界面 , 支持与业界主流的计算资源管理系统对接，实现网络和计算协同。
AC 控制器和周边系统关系如下：业务发放REST API资源上报下面表格分别是南向、北向和东西向接口类型和具体作用解释。
一、北向和Openstack 云平台对接Openstack 是最主流的开源云管理平台，控制器能够和Openstack Neutron 对接，实现网络虚拟化，并且通过云平台能够和计算资源联动，在VM 创建/ 删除/ 迁移时候，按需调整网络配置。
AC 北向提供标准的Neutron REST API 的接口，通过在云平台Neutron 组件中插入Agent 或使用Driver 方式，实现从用户业务到Fabric 配置的逻辑抽象与协同下发。
AC 控制器和Openstack 之间对接接口如下：neutron-server 接收北向请求, 通过RESTCONF 将业务所需要的参数下发给AC, 通过AC 来实现vSwitch、物理交换机以及L4-L7 的VAS 设备管理。
•二层功能对接：AC 控制器通过ML2 Driver 实现二层虚拟网络管理，AC 支持创建VXLAN 类型网络，虚拟网络标识采用24bit VNID，虚拟网络标识可以突破4K 租户规模限制。
VXLAN 封装和解封装实体VTEP 可以位于TOR 也可以位于vswitch，前者为硬件VXLAN，后者为软件VXLAN。
-VSU-技术白皮书
锐捷 VSU
锐捷 VSU 技术白皮书
前
摘要
言
VSU 是一种用来把两台交换机组合成一台虚拟交换机的技术， 本文主要介绍 VSU 的实现 原理、典型应用及使用限制。
关键字
虚拟交换机, 高可靠性, virtual switch, VSU
术语清单
缩略语/术语 BFD GR ISSU MSTP NMM VRRP VSL VSU 说明 Bidirectional Forwarding Detection，双向转发检测 Graceful Restart，平稳重启 In-Service Software Upgrade，服务中软件升级
Multiple Spanning Tree Protocol，多生成树协议 Network Monitoring Module，网络监视模块
Virtual Router Redundancy Protocol，虚拟路由器冗余协议 Virtual Switching Link，虚拟交换链路 Virtual Switching Unit，虚拟交换单元
锐捷 VSU 技术白皮书
目
1
录
概述.................................................................................................................................................................... 1 1.1 产生背景.................................................................................................
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V-Switcｈ有以下特点：
1、不使用MＰLＳ技术，降低运营商新技术学习成本。
2、只使用802．１Ｑ中的VＬAN封装，保护运营商已有的投资。
3、使用一层VLＡN标签作为VPN标签,避免出现超长报文。
4、使用端口VLAN的概念，使整个网络的ＶLAN数扩充到端口数＊4K,能满足规模应用。
两层ＶlanTag的QinQ：按照用户接入端口所在VLＡN进行转发，报文中携带用户VLＡＮ和运营商ＶLAN，最后在出端口发出的报文中只保留用户ＶＬAN。
这两种方式都有一定的局限。
基于ＭＰLS协议的VLL、VPLS要求运营商的设备支持MPLS转发,同时要求中间设备能够处理长度较大的报文。
QiｎQ的每个端口只能接入一个用户，所以一般不能原来开展专线业务。而且运营商ＶＬAN仍然有总数40９6的限制。
V-Swiｔch技术白皮书
———————————————————————————————— 作者：
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ﻩ
V-Swiｔch技术白皮书
华为技术有限公司
HuａweｉＴｅｃhｎｏlogiesCo.，Ｌtd.
1概述
V-Swｉtch概念是广州电信提出的一种使用VLＡＮ标签作为VPN标识的VPN方案,方案中引入端口VLＡＮ的概念,不使用MPLS技术,组网简单实用。
从S８016端口A,ＶLAN 10１，到ＮE４０端口H，VLＡN 109建立专线。中间都采用Ｖ-Swｉtch连接。从S8016(端口B）到L３c(端口Ｃ)使用VLAN2,从Ｌ3c(端口Ｄ）到Ｌ3e（端口E)使用VLAＮ２0,从L3ｅ（端口F）到NE40(端口Ｇ）使用VLAN30。
设备间采用相同的VLＡＮIＤ来保证是同一个连接。设备内部则使用端口VLAN交换表来保证一端的ＶLAN变换成另一端的VLAN。
ProｔocolＭ－Type
Lengｔh (Bｙtes)
C－Num=6
Ｃ-Tyｐe=1
Deｃiｓｉon Flａｇs
Coｍmａnｄ-ｃodｅ＝1（下发）或3（更新）
Fｌag＝0
Lenｇｔh (Bytｅｓ)＝4＋后面信息长度
Ｃ-Nｕm=6
Ｃ-Type = 5
NａｍeｄDecisｉonDaｔa
Lengｔh
2.2V-Swｉtch分层体系结构
在V-Switｃh的基本协议的基础上,我司提出了V-Ｓwitch分层体系结构。该结构采用了我司的IP电信网的结构。
VＳC(又称为RＭ）中包含Local CＡ作业务控制,同时VSＣ作连接控制。即,业务控制和连接控制的功能都集中在VＳC中（根据应用规模和功能的要求,两者也可以分开）。
在设备内部的转发过程中，不需要像普通二层以太网交换机一样查找MAC地址得到出端口。这样处理有几个优点:
1、转发设备的处理更简单，效率更高。
2、转发路径是确定的,便于从上层进行全网管理。
３、在转发设备中可以针对连接增加灵活的功能，如CAＲ、连接备份等。
涉及到多个设备的具体转发处理,我们用下面的例子来说明:
下面是一个创建连接的ＣＯPＳ+协议报文：
报文由消息头、消息本身的相关对象（Cliｅnt Handle对象、Conteｘt等),以及各个方面的具体业务对象（ＱｏＳ、Ｖ-Switcｈ连接等)构成。每个对象都是4字节对齐的,可以看到有的对象用到了“填充”将自己填满到4字节对齐的位置。
1
2
3
4
通用消息头
版本=1
S８016、ＮE４0和其他Ｓwitch作承载能力层DＲＥ。
具体实现的组网图如下:
在业务控制层,地址采用E1６4的结构化地址方式。路由采用类似PSTＮ的静态路由的方式。VSC和DRＥ之间采用COPS＋协议。VSＣ之间采用RCＩP协议。
VＳC中的LocaｌCＡ管理V-Sｗiｔｃh专线的配置,并按照路由将配置分解到每个VＳC。每个ＶSC按照路由将配置分解为每个DRE的连接配置。最后通过COＰS＋协议下发到具体的DRＥ。
Flａห้องสมุดไป่ตู้s=1
Op Code=2
Clｉｅnt-ｔyｐe＝0x0003
MesｓagｅLeｎgｔh
Lｅngth (Byteｓ)
C-Nｕｍ＝1
C-Ｔyｐe=1
ClientＨanｄｌe对象
Reｑuest IＤ(唯一标识这个消息）
Lengｔh (Bytes)
C-Nｕm=2
C－Typｅ＝1
Ｃｏｎtexｔ
Ｒ－Tｙpe＝0x08（配置请求)
我司S80１6和NE４0已经实现了V-Ｓwiｔch功能，在本文中，将对V-Swｉtch技术和具体产品实现的功能作一个总的介绍。
业界已经有一些二层VPN的协议，也得到了众多厂家的支持。在介绍V－Swｉtｃh之前,我们先简单介绍一下一些主要的二层VPＮ协议及组网应用的情况。
基于MＰＬＳ协议的ＶＬＬ、VPLS：通过ＢＧＰ或LDP协议传递ＶＰN信息，将用户二层报文封装成MPLS报文在MPLＳ域内传递。用户的地域距离可以很远。MＰLS域内传递的报文比普通二层报文多两个MAC、两层标签。
从S８016到NE40的整个转发过程就是：从端口Ａ收到VＬAN 1０1的报文,按照端口VLＡN交换表,修改ＶＬAN为2，从端口B发给Ｌ3c；L３c则将端口C收到的VLAN 2的报文，修改VLＡN为20，从端口Ｄ发给Ｌ3e;L３e则将端口E收到的VLＡN 20的报文，修改VＬＡＮ为30,从端口F发给NＥ４０;ＮE４0则将端口G收到的ＶＬAＮ３0的报文，修改VLAN为1０9,从端口Ｈ发给用户。
5、可以设置每个连接的流控参数，实现分级服务。
我司在V-Switcｈ基本协议的基础上,提出了分层的体系结构,以Ｖ-Sｗitｃh技术为基础,建立了构建电信专线业务网络的完善方案。
2技术方案
2.1技术基础
V-Ｓwitcｈ采用端口加VＬＡＮ对用户进行识别，在转发设备中建立端口VLAN的转发表。
如上图所示,只要从某个端口ＶLAN接入转发设备的流量,就固定从某个端口VLAN转发出去。转发设备的转发处理按照端口VＬAN交换表进行,端口VLAN交换表的内容包括:入端口、入VLAN,出端口、出VLAＮ，其他转发参数。其中入端口、入VLAN是端口VＬAN交换表的查找索引。