使用vPC的高級VXLAN:L2VNI和L3VNI的配置與驗證

簡介

本文說明如何使用Nexus 9Kv交換機設定實驗，該實驗使用具有虛擬埠通道(vPC)的高級虛擬可擴展區域網(VXLAN)。

必要條件

需求

思科建議您瞭解以下主題：

• 瞭解路由和交換以及多重協定標籤交換(MPLS)技術
• 具備集結點(RP)和平台無關組播(PIM)等組播路由原則的經驗
• 瞭解邊界閘道通訊協定(BGP)位址系列指標(AFI)/後續位址系列指標(SAFI)

採用元件

本文件所述內容不限於特定軟體和硬體版本。

本文中的資訊是根據特定實驗室環境內的裝置所建立。文中使用到的所有裝置皆從已清除（預設）的組態來啟動。如果您的網路運作中，請確保您瞭解任何指令可能造成的影響。

背景資訊

本文檔還提供有關部署實驗室以及驗證配置和操作的指導。

在本實驗中，枝葉和主幹都使用帶有Nexus 9000V交換機的EveNg。

設定

網路圖表

組態

• 底層和PIM鄰居已經建立。

枝葉交換機：

在枝葉交換機上啟用開放最短路徑優先(OSPF)

在枝葉交換機上啟用PIM

OSPF鄰居

主幹交換機：

在主幹交換機上啟用PIM

• 底層和PIM鄰居已經建立。
• 對於整個組播組224.0.0.0/4，兩個主幹交換機將是相同的任播RP。
• 枝葉交換機和主幹交換機之間的介面上的最大傳輸單元(MTU)設定為9000/9216。

首先，在Leaf1和Leaf2之間設定vPC。

步驟1. vPC功能和域啟用。

• 啟用功能vPC和連結彙總控制通訊協定(LACP)。
• 配置vPC域。
• 管理0介面用作對等保持連線鏈路，而Eth1/3和Eth1/4將是vPC對等鏈路（埠通道1）的一部分。
• 確保將peer-switch命令配置為與降序交換機共用一個公用MAC地址。

在枝葉交換機上啟用功能

在枝葉交換機1上啟用vPC

在枝葉交換機2上啟用vPC

步驟2.埠成員分配。

• 將埠成員分配給通道組，並將它們包括在vPC中。在本例中，使用了兩個vPC。vPC 20和vPC 10。

在枝葉交換機1上分配埠通道

在枝葉交換機2上分配埠通道

• 此處建立了vPC，對等體開始交換keepalive消息以驗證可用性。

枝葉交換機1上的vPC狀態

枝葉交換機2上的vPC狀態

• VLAN 10、20、500已配置並透過vPC成員埠和vPC對等鏈路。

步驟3.配置輔助IP地址。

• 當vPC包含在VXLAN交換矩陣中時，兩個vPC VTEP對等體都開始使用虛擬IP(VIP)地址作為源地址，而不是其物理IP地址(PIP)。 這也表示當BGP乙太網路VPN(EVPN)預設通告路由型別2（MAC/IP通告）和5（IP首碼路由）時，VIP會用作下一個躍點。本例中的Loopback 0介面設定為使用兩個IP地址：10.1.1.100/32(VIP)作為輔助IP，1.1.1.51/32(PIP)作為主IP。
• 這裡，一個公用IP地址配置為loopback 0介面下的次要IP地址。

枝葉交換機1上的輔助IP

枝葉交換機2上的輔助IP

步驟4.啟用VXLAN和相關功能。

• 網路虛擬化(nV)覆蓋 — 啟用VXLAN
• Feature nV overlay EVPN — 啟用EVPN控制平面
• 功能交換矩陣轉發 — 啟用主機移動管理器
• 功能虛擬網路(VN) — 網段 — 基於VLAN — 啟用基於VLAN的VXLAN

枝葉交換機上的功能

主幹交換機上的功能

• 由於主幹不需要瞭解客戶端的VLAN資訊，因此無需啟用VN網段和交換矩陣功能。

步驟5.啟用BGP鄰居關係。

• 必須啟用枝葉和主幹交換機之間的BGP。脊柱將在實驗中用作路由反射器。
• 雖然可以選擇設定路由反射器(RR)，但為了可擴充性，思科建議使用RR。

在枝葉交換機上啟用BGP

在脊柱交換機上啟用BGP

枝葉交換機上的BGP狀態

主幹交換器上的BGP狀態

步驟6.在枝葉交換機上啟用VRF情景。VRF可分隔客戶流量，並促進兩個不同的L2VNI之間通過L3VNI的通訊。

• 在VRF TENANT1下50000配L3VNI路由。

L3VNI分配

步驟7.網路虛擬介面(NVE)、VXLAN識別碼(VNI)和VLAN設定。

• 設定NVE介面，使用Loopback 0作為源。定義每個VNI的多點傳送群組(其中將傳送第2層廣播、未知單點傳播和多點傳送(BUM)流量)，然後將VNI 100010和100020 ID附加到NVE介面。VXLAN標頭包含VNI用來識別其所屬的VXLAN區段的資訊。
• L3VNI實50000已連結到VRF例項(當將其傳送到主幹交換機時，VNI 50000已連線在VRF表中)。
• host-reachability protocol BGP命令在VXLAN隧道中啟用EVPN地址系列，這表示通過控制平面而非資料平面中的BGP協定獲知MAC地址和IP地址。
• 在NVE介面下配置suppress-arp。
• 將第2層和第3層VLAN連線到相關VNI。

抑制位址解析通訊協定(ARP):

多重通訊協定(MP)-BGP EVPN控制平面提供了一種稱為ARP抑制的改進，以減少ARP要求產生的廣播流量所帶來的網路泛濫。每個VNI的VTEP都會為已知IP主機保留一個ARP抑制快取表，並在為該VNI啟用ARP抑制時，在VNI網段中保留與它們對應的MAC地址。其本地VTEP會攔截ARP請求，並在ARP抑制快取表中查詢ARP解析的IP地址，只要VNI中的終端主機提交針對另一個終端主機IP地址的ARP請求。如果本地VTEP發現匹配項，則代表遠端終端主機傳送ARP響應。然後，ARP響應向本地主機提供遠端主機的MAC地址。如果本地VTEP的ARP抑製表中沒有ARP解析的IP地址，則ARP請求會泛洪到VNI中的其他VTEP。對於向靜默網路主機發出的第一個ARP請求，可能會發生此ARP泛洪。

NVE介面

VLAN到VN網段對映

• 通過向Spine傳送PIM加入消息，NVE介面將在啟動後立即分別加入組播組239.0.0.10和239.0.0.20。
• 您還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)，這些表已在不同枝葉交換機的骨幹中註冊。

Mroute表

步驟8.啟用EVPN例項。

• 為BGP下的EVPN和VRF啟用EVPN例項以及地址系列。

EVPN例項

• route-map REDIST的唯一用途是允許所有內容。
• 使用redistribute direct命令，將連線的VRF感知路由提升為MP-BGP（第5類路由）。
• 上面顯示的EVPN配置與BGP用於通告MAC路由（型別2路由）的network語句相同。

步驟9.為VRF下的終端主機配置每個VLAN的交換機虛擬介面(SVI)。

• 在每個枝葉交換機上，SVI配置為本地配置的VLAN，一個SVI配置為L3VNI VLAN，以實現對稱路由資訊庫(RIB)。

對稱肋：

• 當終端主機將資料包傳送到不同的網路並接收到枝葉交換機時，它將首先被處理為L2VNI，然後使用VRF將其置於L3VNI並傳送到遠端枝葉。
• 遠端枝葉首先使用路由接收VRF表中的資料包，然後橋接到L2VNI並將其傳送到終端主機。
• 通過這種方式，實現了對稱路由(B-R-R-B)。

VLAN介面

• VLAN 500下的IP forward命令用於為所有VXLAN啟用第3層轉發。無需配置IP地址，因為它只處理從L2VNI表到L3VNI表的資料包。

學習VRF TENANT1的BGP VPNv4路由

• 每個VLAN的IP地址對於所有枝葉交換機上的所有SVI都是通用的。這稱為任播IP，它用於移動性管理，在該管理中，終端可以無縫地與其他主機通訊，而不會發生任何中斷。

步驟10.為終端主機啟用交換矩陣轉發任播網關MAC。

• 它確保連線到交換矩陣的裝置的無縫第3層網關冗餘和最佳化轉發。
• 任播網關MAC地址是一個全域性一致的MAC地址，用於交換矩陣中的所有第3層網關。
• 此概念與第一躍點備援通訊協定(FHRP)中使用的概念相同，其中每個群組都獲發一個虛擬MAC。

啟用交換矩陣轉發 

步驟11.為成員埠啟用接入/中繼VLAN。

vPC交換機：

啟用到vPC成員介面的中繼埠

非vPC交換機：

啟用連線到非vPC成員介面的中繼埠

驗證

• 檢查ARP和MAC地址表。

枝葉交換機1上的ARP和MAC表

枝葉交換機2上的ARP和MAC表

• 兩個對等點都會維護ARP專案。
• 檢查網路虛擬介面(NVI)狀態。

vPC交換機：

vPC交換機上的NVE對等體

非vPC交換機：

非vPC交換機上的NVE對等體

• 在這裡，您會發現對等IP是10.1.1.100而不是主環回IP地址，因此返回的資料包將針對該IP路由到任何vPC交換機。
• 檢查BGP EVPN路由。

BGP l2route EVPN MAC-IP

BGP l2route EVPN MAC

BGP EVPN摘要

BGP EVPN路由

• 常見的問題是枝葉交換機如何獲取遠端主機的MAC條目。此過程由無償ARP實現。啟用網路埠後，它會立即傳送ARP請求以驗證IP地址的唯一性。然後，每台枝葉交換機記錄MAC地址並將其包含在BGP更新資料包中。這允許其他枝葉交換機相應地更新其各自的MAC地址表。但是可能出現終端主機不生成無償ARP（靜默主機）的情況，在這種情況下，ARP請求將廣播到枝葉，並且由於它是廣播請求，枝葉交換機將生成針對特定VNI的組播請求到相應的組。在本例中為239.0.0.10和239.0.0.20。

• 允許在同一VNI中從Host-1 ping Host-3，並檢視捕獲。

從HOST-1 ping HOST-3

透過VXLAN傳輸的網際網路控制訊息通訊協定(ICMP)封包：

顯示ICMP請求資料包通過L2VNI資料包傳輸的Wireshark捕10010

• 您可以看到，來源IP是10.1.1.100，且連線埠4789作為UDP目的地。
• 由於這是VNI內通訊，VLAN 10將使用VNI 100010，而VLAN 20將使用VNI 1000。
• 允許使用不同的VNI從Host-1 ping Host-4，並檢視捕獲。

從HOST-1 ping HOST-4

使用VXLAN的ICMP封包：

顯示ICMP請求資料包通過L3VNI資料包傳輸的Wireshark捕50000

• 由於這是VNI間通訊，因此將使用L50000VNI通訊協定。
• 檢查終端主機的ARP表。

主機1 ARP條目

主機2 ARP條目

主機3 ARP條目

主機4 ARP條目

從HOST-4 ping所有其他終端主機