使用vPC的高级VXLAN:L2VNI和L3VNI的配置与验证

简介

本文档介绍如何使用Nexus 9Kv交换机设置实验，该实验使用具有虚拟端口通道(vPC)的高级虚拟可扩展局域网(VXLAN)。

先决条件

要求

Cisco 建议您了解以下主题：

• 了解路由和交换以及多协议标签交换(MPLS)技术
• 具有组播路由原理(例如交汇点(RP)和平台无关组播(PIM))的经验
• 了解边界网关协议(BGP)地址系列指示器(AFI)/后续地址系列指示器(SAFI)

使用的组件

本文档不限于特定的软件和硬件版本。

本文档中的信息都是基于特定实验室环境中的设备编写的。本文档中使用的所有设备最初均采用原始（默认）配置。如果您的网络处于活动状态，请确保您了解所有命令的潜在影响。

背景信息

本文档还提供有关部署实验以及检验配置和操作的指导。

在本实验中，枝叶和主干均使用带有Nexus 9000V交换机的EveNg。

配置

网络图

配置

• 底层和PIM邻居已建立。

枝叶交换机：

在枝叶交换机上启用开放最短路径优先(OSPF)

在枝叶交换机上启用PIM

OSPF 邻居

主干交换机：

在主干交换机上启用PIM

• 底层和PIM邻居已建立。
• 两个主干交换机将是整个组播组224.0.0.0/4的相同任播RP。
• 枝叶和主干交换机之间的接口上的最大传输单位(MTU)设置为9000/9216。

首先，让我们在Leaf1和Leaf2之间设置vPC。

步骤1.启用vPC功能和域。

• 启用功能vPC和链路汇聚控制协议(LACP)。
• 配置vPC域。
• 管理0接口用作对等保持连接链路，Eth1/3和Eth1/4将成为vPC对等链路（端口通道1）的一部分。
• 确保将peer-switch命令配置为与下行交换机共享一个公用MAC地址。

在枝叶交换机上启用功能

在枝叶交换机1上启用vPC

在枝叶交换机2上启用vPC

步骤2.端口成员分配。

• 将端口成员分配给通道组并将它们包括在vPC中。在本例中，使用了两个vPC。vPC 20和vPC 10。

在枝叶交换机1上分配端口通道

在枝叶交换机2上分配端口通道

• 此处创建了一个vPC，对等体开始交换keepalive消息以验证可用性。

枝叶交换机1上的vPC状态

枝叶交换机2上的vPC状态

• VLAN 10、20、500已配置并通过vPC成员端口和vPC对等链路。

步骤3.配置辅助IP地址。

• 当vPC包含在VXLAN交换矩阵中时，两个vPC VTEP对等体开始使用虚拟IP(VIP)地址而不是物理IP地址(PIP)作为源地址。 这也意味着当BGP以太网VPN(EVPN)默认通告路由类型2（MAC/IP通告）和5（IP前缀路由）时，VIP用作下一跳。本例中的Loopback 0接口设置有两个IP地址：10.1.1.100/32(VIP)作为辅助IP，1.1.1.51/32(PIP)作为主要IP。
• 在这里，一个公用IP地址配置为loopback 0接口下的一个辅助地址。

枝叶交换机1上的辅助IP

枝叶交换机2上的辅助IP

步骤4.启用VXLAN和相关功能。

• 网络虚拟化(nV)重叠 — 启用VXLAN
• 功能nV重叠EVPN — 启用EVPN控制平面
• 功能交换矩阵转发 — 启用主机移动管理器
• 基于功能虚拟网络(VN)网段VLAN — 启用基于VLAN的VXLAN

枝叶交换机上的功能

主干交换机上的功能

• 由于主干不需要了解客户端的VLAN信息，因此无需启用VN网段和交换矩阵功能。

步骤5.启用BGP邻居关系。

• 必须启用枝叶和主干交换机之间的BGP。主干将在实验中用作路由反射器。
• 虽然配置路由反射器(RR)是可选操作，但出于可扩展性的考虑，Cisco推荐使用RR。

在枝叶交换机上启用BGP

在主干交换机上启用BGP

枝叶交换机上的BGP状态

主干交换机上的BGP状态

步骤6.在枝叶交换机上启用VRF情景。VRF分离客户流量并促进两个不同的L2VNI之间通过L3VNI进行通信。

• 在VRF TENANT1下50000配L3VNI配置。

L3VNI分配

步骤7.网络虚拟接口(NVE)、VXLAN标识符(VNI)和VLAN配置。

• 设置NVE接口，使用Loopback 0作为源。定义每个VNI的组播组，其中将传送第2层广播、未知单播和组播(BUM)流量，然后将VNI 100010和100020 ID附加到NVE接口。VXLAN报头包含VNI用于标识它所属的VXLAN网段的信息。
• L3VNI实例50000接到VRF实例(当将其发送到主干交换机时，VNI 50000已附加到VRF表中)。
• host-reachability protocol BGP命令在VXLAN隧道中激活EVPN地址系列，这意味着MAC地址和IP地址是通过控制平面中的BGP协议获知的，而不是在数据平面中的。
• 在NVE接口下配置suppress-arp。
• 将第2层和第3层VLAN连接到相关VNI。

抑制地址解析协议(ARP):

多协议(MP)-BGP EVPN控制平面提供称为ARP抑制的改进，以减少ARP请求中的广播流量带来的网络泛洪。每个VNI的VTEP都会为已知IP主机保留一个ARP抑制缓存表，并在该VNI启用ARP抑制时在VNI网段中保留与它们对应的MAC地址。其本地VTEP会拦截ARP请求，并在ARP抑制缓存表中查找ARP解析的IP地址，只要该VNI中的终端主机提交针对另一个终端主机IP地址的ARP请求。本地VTEP代表远程终端主机在发现匹配项时发送ARP响应。然后，ARP响应将为本地主机提供远程主机的MAC地址。如果本地VTEP的ARP抑制表中没有ARP解析的IP地址，则ARP请求会泛洪到VNI中的其他VTEP。对于发送到静默网络主机的第一个ARP请求，可能会发生此ARP泛洪。

NVE接口

VLAN到VN网段的映射

• 通过向Spine发送PIM加入消息，NVE接口在启动时将分别加入组播组239.0.0.10和239.0.0.20。
• 您还可以在映像中看到其他(S、G)表(1.1.1.54、239.0.0.20)和(10.1.1.100、239.0.0.10/239.0.0.20)，这些表已经注册到来自不同枝叶交换机的主干。

Mroute表

步骤8.启用EVPN实例。

• 为BGP下的EVPN和VRF启用EVPN实例以及地址系列。

EVPN实例

• route-map REDIST的唯一用途是允许所有内容。
• 使用redistribute direct命令，将连接的VRF感知路由提升为MP-BGP（第5类路由）。
• 上面显示的EVPN配置与BGP用于通告MAC路由（类型2路由）的network语句相同。

步骤9.在VRF下为终端主机配置每个VLAN的交换机虚拟接口(SVI)。

• 在每个枝叶交换机上，SVI配置为本地配置的VLAN，一个SVI配置为L3VNI VLAN，以实现对称路由信息库(RIB)。

对称肋：

• 当终端主机将数据包发送到不同的网络并接收至枝叶交换机时，它将首先被处理为L2VNI，然后使用VRF将其放置到L3VNI并发送到远程枝叶。
• 远程枝叶首先使用路由接收VRF表中的数据包，然后桥接到L2VNI并将其发送到终端主机。
• 通过这种方式，可以实现对称路由(B-R-R-B)。

VLAN接口

• VLAN 500下的IP forward命令用于为所有VXLAN启用第3层转发。无需配置IP地址，因为它只处理从L2VNI表到L3VNI表的数据包。

了解VRF TENANT1的BGP VPNv4路由

• 每个VLAN的IP地址对于所有枝叶交换机上的所有SVI都是通用的。这称为任播IP，它用于移动管理，其中终端可以无缝地与其他主机通信，而不会造成任何中断。

步骤10.为终端主机启用交换矩阵转发任播网关MAC。

• 它确保无缝的第3层网关冗余和连接到交换矩阵的设备的优化转发。
• 任播网关MAC地址是全局一致的MAC地址，用于交换矩阵中的所有第3层网关。
• 此概念与第一跳冗余协议(FHRP)中使用的概念相同，在该协议中，每个组都分配一个虚拟MAC。

启用交换矩阵转发 

步骤11.对成员端口启用接入/中继VLAN。

vPC交换机：

启用到vPC成员接口的中继端口

非vPC交换机：

启用连接到非vPC成员接口的中继端口

确认

• 检查ARP和MAC地址表。

枝叶交换机1上的ARP和MAC表

枝叶交换机2上的ARP和MAC表

• 两个对等体都维护ARP条目。
• 检查网络虚拟接口(NVI)状态。

vPC交换机：

vPC交换机上的NVE对等体

非vPC交换机：

非vPC交换机上的NVE对等体

• 在这里，您会发现对等IP是10.1.1.100，而不是主环回IP地址，因此返回的数据包将针对该IP路由到任何vPC交换机。
• 检查BGP EVPN路由。

BGP l2route EVPN MAC-IP

BGP l2route EVPN MAC

BGP EVPN摘要

BGP EVPN路由

• 常见的问题是枝叶交换机如何获取远程主机的MAC条目。此过程由无故ARP实现。网络端口激活后，它会立即发送ARP请求以验证IP地址的唯一性。然后，每台枝叶交换机记录MAC地址并将其包含在BGP更新数据包中。这允许其他枝叶交换机相应地更新其各自的MAC地址表。但可能出现终端主机不生成无故ARP（静默主机）的情况，在这种情况下，ARP请求将广播到枝叶，由于它是广播请求，枝叶交换机将生成组播请求到特定VNI的相应组。在本例中，它是239.0.0.10和239.0.0.20。

• 允许从同一VNI中的Host-1 ping Host-3，查看捕获。

从HOST-1 ping HOST-3

VXLAN上的互联网控制消息协议(ICMP)数据包：

显示ICMP请求数据包通过L2VNI传输的Wireshark捕10010

• 如您所见，源IP是10.1.1.100，端口4789作为UDP目的地。
• 由于这是VNI内部通信，VLAN 10将使用VNI 100010，而VLAN 20将使用VNI 1000。
• 允许使用不同的VNI从Host-1 ping Host-4并查看捕获。

从HOST-1 ping HOST-4

VXLAN上的ICMP数据包：

显示ICMP请求数据包通过L3VNI传输的Wireshark捕50000

• 由于这是VNI间通信，因此将使用L50000VNI接口。
• 检查终端主机的ARP表。

主机1 ARP条目

主机2 ARP条目

主机3 ARP条目

主机4 ARP条目

从HOST-4 ping所有其他终端主机