Configure la inundación VXLAN y aprenda con el núcleo de multidifusión

Introducción

Este documento describe cómo configurar y verificar la inundación de Virtual Extensible LAN (VXLAN) y aprender el modo sobre el transporte de multidifusión IPv4.

Prerequisites

Requirements

Cisco recomienda que conozca la multidifusión IP básica.

Componentes Utilizados

La información de este documento se basa en la plataforma Nexus.

The information in this document was created from the devices in a specific lab environment. All of the devices used in this document started with a cleared (default) configuration. Si tiene una red en vivo, asegúrese de entender el posible impacto de cualquier comando.

Antecedentes

VXLAN está diseñado para proporcionar los mismos servicios de red Ethernet de Capa 2 que VLAN. VXLAN encapsula la dirección MAC sobre el paquete UDP, lo que hace que un paquete de Capa 2 se transporte a través de una red de Capa 3. Es básicamente un encabezado MAC en UDP.

VXLAN presenta un encabezado VXLAN de 8 bytes que consta de un identificador de red VXLAN (VNID) de 24 bits y unos pocos bits reservados. El encabezado VXLAN junto con la trama Ethernet original van en la carga útil UDP. El VNID de 24 bits se utiliza para identificar segmentos de Capa 2 y para mantener el aislamiento de Capa 2 entre los segmentos. Con los 24 bits en VNID, VXLAN puede admitir 16 millones de segmentos LAN. Por lo tanto, resuelve el problema de la limitación de VLAN. Sin VxLAN, solo puede tener un número de VLAN 4094, con mayor demanda las redes modernas necesitan más VLAN y VXLAN es la solución para abordar el problema.

Dado que utiliza la trama ethernet para encapsular el paquete, las propiedades ethernet deben permanecer intactas como la difusión, la unidifusión desconocida y la multidifusión. Para abordar este tipo de tráfico, se utiliza multicast. En este documento, se describe la inundación y el aprendizaje de VXLAN. Como el nombre especifica que inunda el paquete y aprende el extremo remoto. Significa que el plano de datos no está activo en todo momento, tan pronto como se genera el plano de datos del flujo de tráfico y caduca tan pronto como caduca la dirección MAC. 

Formato de paquete de VXLAN

Como se muestra en esta figura, la trama original se encapsula en el encabezado VXLAN que es de 8 bytes y VNID es de 24 bits. Esto se encapsula más en el encabezado UDP y el encabezado externo es un encabezado IP.

La dirección IP de origen es la IP de encapsulación de Virtual Terminal End Point (VTEP) y la IP de destino puede ser una multidifusión o una unidifusión. VXLAN utiliza dispositivos de terminal de túnel VXLAN (VTEP) para asignar los dispositivos finales de los arrendatarios a segmentos VXLAN y para realizar la encapsulación y desencapsulación VXLAN. Cada VTEP tiene dos interfaces: Uno es una interfaz de switch en el segmento LAN local para soportar la comunicación de punto final local a través del bridging, y el otro es una interfaz IP a la red IP de transporte.

Detección remota de VTEP

Cuando el host comienza a enviar el tráfico, el proceso siguiente es el que se explica aquí. En este momento, VTEP no conoce la dirección MAC del host remoto.

1. La estación final envía el paquete de protocolo de resolución de direcciones (ARP) para la estación final remota.
2. El paquete llega a VTEP-A y dado que VTEP-A no conoce el VTEP-B, encapsula el paquete dentro del encabezado VXLAN. Sitúa la dirección IP de multidifusión como la dirección IP de destino. Dado que todos los VTEP utilizan la misma dirección multicast, todos se unen al mismo grupo multicast.
3. Este paquete llega a todos los VTEP y se desencapsula, de esta manera el VTEP remoto se entera del otro VTEP. Dado que el VTEP desencapsulado tiene el VNID, se reenvía en la VLAN que tiene el mismo VNID configurado.
4. Ahora, el extremo remoto envía el paquete de respuesta ARP y llega a VTEP-B, ya que ahora VTEP-B conoce VTEP-A, vuelve a encapsular la trama original, pero ahora la dirección IP de destino es de VTEP-B y es la dirección IP de unidifusión .
5. La respuesta ARP llega a VTEP-A y ahora VTEP-A conoce VTEP-B que forma la relación de vecino con VTEP-B.

Como se muestra en el diagrama, el Host H1 pertenece a la VLAN 10 y se encapsula en VNID 10000.  Como se muestra aquí, el SMAC con H1 y DMAC con H2 se encapsula dentro de VNI 1000 y la IP de origen y de destino podría ser multicast o unicast descrito en esta sección .

  

Configurar

Diagrama de la red

• 9396-A y 9396-B son los pares VPC considerados VTEP-1
• 9396-C es el VTEP-2
• El diagrama tiene dos hosts en la VLAN 10, es decir, 10.10.10.1 y 10.10.10.2
• VLAN 10 se utiliza con VNID como 10010
• 230.1.1.1 se utiliza como grupo de multidifusión

Para habilitar VXLAN en Nexus, debe habilitar esta función.

Configuración de 9396-A

!
feature vn-segment-vlan-based
feature nv overlay 
!
vlan 10
  vn-segment 10010   ------> 10010 is VNID
! 
interface nve1
  no shutdown
  source-interface loopback0
  member vni 10010 mcast-group 230.1.1.1 
! 
interface eth1/2
!
ip pim sparse-mode
! 
interface loopback0
  ip address 10.1.1.1/32
  ip address 10.1.1.10/32 secondary
  ip router ospf 9k area 0.0.0.0
  ip pim sparse-mode 
!

Nota: 10.1.1.10 se utiliza como dirección IP secundaria y el loopback debe tener la dirección IP secundaria sólo en caso de vPC. Ambos pares vPC deben tener la misma dirección IP secundaria mientras que la dirección IP principal es diferente. 

!
feature vpc
!
vpc domain 1
  peer-switch
  peer-keepalive destination 10.31.113.41 source 10.31.113.40
  peer-gateway
!
interface port-channel1
  vpc peer-link
!
interface port-channel112
  vpc 112
!

Configuración de 9396-B

!
vlan 10
  vn-segment 10010   ------>    10010 is VNID
! 
interface nve1
  no shutdown
  source-interface loopback0
  member vni 10010 mcast-group 230.1.1.1 
!
interface eth1/2
ip pim sparse-mode
!
interface loopback0
  ip address 10.1.1.2/32
  ip address 10.1.1.10/32 secondary
  ip router ospf 9k area 0.0.0.0
  ip pim sparse-mode 
!
feature vpc
!
vpc domain 1
  peer-switch
  peer-keepalive destination 10.31.113.40 source 10.31.113.41
  peer-gateway
!
interface port-channel1
  vpc peer-link
!
interface port-channel112
  vpc 112
!

Configuración de 9508-A

feature pim

ip pim rp-address 10.1.1.5 group-list 224.0.0.0/4
ip pim ssm range 232.0.0.0/8


interface loopback0
  ip pim sparse-mode

interface Ethernet5/2
  ip pim sparse-mode

interface Ethernet5/3
  ip pim sparse-mode

interface Ethernet5/4
  ip pim sparse-mode

Nota: En el 9508, solo necesita pim habilitado. Dado que éste es el VTEP, no requiere ninguna función de VXLAN .

Configuración de 9396-C

!
vlan 10
  vn-segment 10010
!
interface loopback0
  ip address 10.1.1.3/32
  ip router ospf 9k area 0.0.0.0
  ip pim sparse-mode
!
interface nve1
  no shutdown
  source-interface loopback0
  member vni 10010 mcast-group 230.1.1.1
!
int eth1/2
ip pim sparse-mode
!

Verificación

Utilize esta sección para confirmar que su configuración funcione correctamente.

Hasta ahora, el host no ha comenzado a enviar el flujo de paquetes. Dado que 9396-A es un dispositivo de retención VPC, origina el tráfico que se origina desde la dirección IP secundaria y actúa como dirección IP de origen para el flujo multicast.

9396-A# sh nve interface
Interface: nve1, State: Up, encapsulation: VXLAN
 VPC Capability: VPC-VIP-Only [notified]
 Local Router MAC: d8b1.9076.9053
 Host Learning Mode: Data-Plane
 Source-Interface: loopback0 (primary: 10.1.1.1, secondary: 10.1.1.10)

9396-A# sh ip mroute 230.1.1.1
IP Multicast Routing Table for VRF "default"

(*, 230.1.1.1/32), uptime: 01:09:34, ip pim nve
  Incoming interface: Ethernet1/2, RPF nbr: 192.168.10.2
  Outgoing interface list: (count: 1)
    nve1, uptime: 00:11:20, nve


(10.1.1.3/32, 230.1.1.1/32), uptime: 00:12:19, ip mrib pim nve
  Incoming interface: Ethernet1/2, RPF nbr: 192.168.10.2
  Outgoing interface list: (count: 1)
    nve1, uptime: 00:11:20, nve

(10.1.1.10/32, 230.1.1.1/32), uptime: 00:11:20, nve ip mrib pim
  Incoming interface: loopback0, RPF nbr: 10.1.1.10
  Outgoing interface list: (count: 1)
    Ethernet1/2, uptime: 00:11:20, pim

En *,La entrada G nve interface se rellena en Outgoing Interface List (OIL) (Lista de interfaces salientes, OIL). Como se muestra aquí, 10.1.1.10 es el origen del flujo multicast y nve interface es el router de último salto para el flujo multicast con eth1/2 que se enfrenta hacia el núcleo es la interfaz de salida.

Como no hay tráfico que fluya desde el host, no hay pares nve:

9396-A# show  mac address-table vlan 10
Legend:
        * - primary entry, G - Gateway MAC, (R) - Routed MAC, O - Overlay MAC
        age - seconds since last seen,+ - primary entry using vPC Peer-Link,
        (T) - True, (F) - False
   VLAN     MAC Address      Type      age     Secure NTFY Ports
---------+-----------------+--------+---------+------+----+------------------
*   10     8c60.4f93.5ffc   dynamic  0         F      F    Po112   >> This mac is for host 10.10.10.1


9396-A# sh nve peers
Interface Peer-IP          State LearnType Uptime   Router-Mac
--------- ---------------  ----- --------- -------- -----------------

Este resultado muestra cómo debe verse la salida de vPC:

9396-A# sh vpc brief
Legend:
                (*) - local vPC is down, forwarding via vPC peer-link

vPC domain id                     : 1
Peer status                       : peer adjacency formed ok
vPC keep-alive status             : peer is alive
Configuration consistency status  : success
Per-vlan consistency status       : success
Type-2 consistency status         : success
vPC role                          : primary
Number of vPCs configured         : 1
Peer Gateway                      : Enabled
Dual-active excluded VLANs        : -
Graceful Consistency Check        : Enabled
Auto-recovery status              : Disabled
Delay-restore status              : Timer is off.(timeout = 30s)
Delay-restore SVI status          : Timer is off.(timeout = 10s)

vPC Peer-link status
---------------------------------------------------------------------
id   Port   Status Active vlans
--   ----   ------ --------------------------------------------------
1    Po1    up     1-10

vPC status
----------------------------------------------------------------------
id   Port   Status Consistency Reason                     Active vlans
--   ----   ------ ----------- ------                     ------------
112  Po112  up     success     success                    1-10


9396-A# sh vpc consistency-parameters global

    Legend:
        Type 1 : vPC will be suspended in case of mismatch

Name                        Type  Local Value            Peer Value
-------------               ----  ---------------------- -----------------------
Vlan to Vn-segment Map      1     1 Relevant Map(s)      1 Relevant Map(s)
STP Mode                    1     Rapid-PVST             Rapid-PVST
STP Disabled                1     None                   None
STP MST Region Name         1     ""                     ""
STP MST Region Revision     1     0                      0
STP MST Region Instance to  1
 VLAN Mapping
STP Loopguard               1     Disabled               Disabled
STP Bridge Assurance        1     Enabled                Enabled
STP Port Type, Edge         1     Normal, Disabled,      Normal, Disabled,
BPDUFilter, Edge BPDUGuard        Disabled               Disabled
STP MST Simulate PVST       1     Enabled                Enabled
Nve Admin State, Src Admin  1     Up, Up, 10.1.1.10, DP  Up, Up, 10.1.1.10, DP
 State, Secondary IP, Host
 Reach Mode
Nve Vni Configuration       1     10010                  10010
Nve encap Configuration     1     vxlan                  vxlan
Interface-vlan admin up     2
Interface-vlan routing      2     1                      1
capability
Allowed VLANs               -     1-10                   1-10
Local suspended VLANs       -     -                      -

9508-A

Dado que la ruta 9508-A es un router de núcleo, no conoce el VXLAN, sólo conoce la entrada de ruta multicast como se muestra aquí:

9508-A# sh ip mroute 230.1.1.1
IP Multicast Routing Table for VRF "default"

(*, 230.1.1.1/32), uptime: 01:30:06, pim ip
  Incoming interface: loopback0, RPF nbr: 10.1.1.5, uptime: 01:30:06
  Outgoing interface list: (count: 3)
    Ethernet5/3, uptime: 00:14:11, pim
    Ethernet5/2, uptime: 00:14:31, pim
    Ethernet5/4, uptime: 00:16:22, pim

(10.1.1.3/32, 230.1.1.1/32), uptime: 00:15:44, pim mrib ip
  Incoming interface: Ethernet5/4, RPF nbr: 192.168.10.10, uptime: 00:15:44, internal
  Outgoing interface list: (count: 2)
    Ethernet5/3, uptime: 00:14:11, pim
    Ethernet5/2, uptime: 00:14:31, pim

(10.1.1.10/32, 230.1.1.1/32), uptime: 00:14:31, pim mrib ip
  Incoming interface: Ethernet5/2, RPF nbr: 192.168.10.1, uptime: 00:14:31, internal
  Outgoing interface list: (count: 1)
    Ethernet5/4, uptime: 00:14:31, pim

9396-C

9396-C# show ip mroute
IP Multicast Routing Table for VRF "default"

(*, 230.1.1.1/32), uptime: 01:07:34, ip pim nve
  Incoming interface: Ethernet1/2, RPF nbr: 192.168.10.9
  Outgoing interface list: (count: 1)
    nve1, uptime: 00:10:38, nve


(10.1.1.3/32, 230.1.1.1/32), uptime: 00:10:38, nve ip mrib pim
  Incoming interface: loopback0, RPF nbr: 10.1.1.3
  Outgoing interface list: (count: 1)
    Ethernet1/2, uptime: 00:09:49, pim

(10.1.1.10/32, 230.1.1.1/32), uptime: 00:08:05, ip mrib pim nve
  Incoming interface: Ethernet1/2, RPF nbr: 192.168.10.9
  Outgoing interface list: (count: 1)
    nve1, uptime: 00:08:05, nve

Estado después de que el flujo de tráfico comience entre pares

Tan pronto como el host 1, es decir, 10.10.10.1 comienza a enviar el tráfico al par NVE 10.10.10.2 aparece:

  

9396-A# sh mac address-table dynamic
Legend:
        * - primary entry, G - Gateway MAC, (R) - Routed MAC, O - Overlay MAC
        age - seconds since last seen,+ - primary entry using vPC Peer-Link,
        (T) - True, (F) - False
   VLAN     MAC Address      Type      age     Secure NTFY Ports
---------+-----------------+--------+---------+------+----+------------------
*   10     8c60.4f93.5ffc   dynamic  0         F      F    Po112
+   10     8c60.4f93.647c   dynamic  0         F      F    nve1(10.1.1.3)


9396-A# sh nve peers
Interface Peer-IP          State LearnType Uptime   Router-Mac
--------- ---------------  ----- --------- -------- -----------------
nve1      10.1.1.3         Up    DP        00:00:14 n/a


9396-A# sh nve peers detail
Details of nve Peers:
----------------------------------------
Peer-Ip: 10.1.1.3
    NVE Interface       : nve1
    Peer State          : Up
    Peer Uptime         : 00:04:49
    Router-Mac          : n/a
    Peer First VNI      : 10010
    Time since Create   : 00:04:49
    Configured VNIs     : 10010
    Provision State     : add-complete
    Route-Update        : Yes
    Peer Flags          : None
    Learnt CP VNIs      : --
    Peer-ifindex-resp   : Yes
----------------------------------------

9396-A sh nve vni 10010 detail 
VNI: 10010 
  NVE-Interface       : nve1
  Mcast-Addr          : 230.1.1.1
  VNI State           : Up
  Mode                : data-plane
  VNI Type            : L2 [10]
  VNI Flags           :   
  Provision State     : add-complete
  Vlan-BD             : 10
  SVI State           : n/a

9396-A# sh nve internal vni 10010
VNI 10010
  Ready-State         : Ready [L2-vni-flood-learn-ready]

De manera similar, en 9396-C los peers NVE deben estar activos:

9396-C# show mac address-table dynamic
Legend:
        * - primary entry, G - Gateway MAC, (R) - Routed MAC, O - Overlay MAC
        age - seconds since last seen,+ - primary entry using vPC Peer-Link,
        (T) - True, (F) - False
   VLAN     MAC Address      Type      age     Secure NTFY Ports
---------+-----------------+--------+---------+------+----+------------------
*   10     8c60.4f93.5ffc   dynamic  0         F      F    nve1(10.1.1.10)
*   10     8c60.4f93.647c   dynamic  0         F      F    Eth1/13

9396-C# sh nve peers
Interface Peer-IP          State LearnType Uptime   Router-Mac
--------- ---------------  ----- --------- -------- -----------------
nve1      10.1.1.10        Up    DP        00:08:28 n/a

9396-C# sh nve peers detail
Details of nve Peers:
----------------------------------------
Peer-Ip: 10.1.1.10
    NVE Interface       : nve1
    Peer State          : Up
    Peer Uptime         : 00:08:32
    Router-Mac          : n/a
    Peer First VNI      : 10010
    Time since Create   : 00:08:32
    Configured VNIs     : 10010
    Provision State     : add-complete
    Route-Update        : Yes
    Peer Flags          : None
    Learnt CP VNIs      : --
    Peer-ifindex-resp   : Yes
----------------------------------------

9396-C sh nve vni 10010 detail 
VNI: 10010 
  NVE-Interface       : nve1
  Mcast-Addr          : 230.1.1.1
  VNI State           : Up
  Mode                : data-plane
  VNI Type            : L2 [10]
  VNI Flags           :   
  Provision State     : add-complete
  Vlan-BD             : 10
  SVI State           : n/a

9396-C# sh nve internal vni 10010
VNI 10010
  Ready-State         : Ready [L2-vni-flood-learn-ready]

Como se muestra aquí, los pares nve se basan en el aprendizaje del plano de datos y utiliza el mecanismo de inundación y aprendizaje. En caso de que la dirección MAC se agote el tiempo de espera, nve peer se desactiva.

Troubleshoot

Actualmente, no hay información específica de troubleshooting disponible para esta configuración.