什么是vxlan？
VXLAN（Virtual Extensible LAN）虚拟可扩展局域网是目前NVO3(Network Virtualization Over Layer 3 基于三层IP overlay网络构建虚拟网络技术统称NVO3)，它是目前NVO3中影响力最为广泛的一种，它通过L2 over L4 (MAC in UDP)的报文封装方式，实现基于IP overlay的虚拟局域网。
传统网络存在的一些问题
1，传统的二层网络，交换机通过mac地址进行数据转发，mac地址一多会造成交换机的转发速率变慢，同时交换机的mac地址表的大小是有限制的，在云计算中，mac表容量限制了虚拟机的数量。
2，VLAN的vlan id是一个12bit，最大只支持4096个vlan，这在云计算中是远远不够的。
vxlan的提出很好的解决了上述问题
1，vxlan采用MAC in UDP的方式将vm主机的数据报文封装在UDP中，并使用物理网络VTEP的IP和MAC地址在外层包头封装进行数据传输，对外表现为VTEP之间的mac地址，极大的降低了交换机mac地址使用。
2，VXLAN报文中拥有一个24bit vni段，vxlan隔离不同租户就是通过vni来进行，一个vni表示一个租户，不同vni之间二层不能直接通信，但可以通过vxlan三层网关进行通信。即使多个终端用户属于同一个vni也属于同一个租户。
VXLAN的优点
1，基于ip的overlay网络，仅需要边界VTEP设备间可通信
2，ip overlay TTL避免环路。
3，overlay+vni构建虚拟网络支持多达16M的虚拟网络，充分满足多租户的需求
4，接入交换机只需要学习物理服务器的mac地址，不需要学习每台VM的mac地址减轻了交换机的负担
概念
NVE(Network virtrualization Edge网络虚拟边缘节点）是实现网络虚拟化功能的实体。
VTEP(vxlan tunnel end point vxlan 隧道端点）vxlan网络中的NVE以VTEP为标识；每个NVE至少得有一个VTEP；VTEP使用NVE的IP地址表示；两个VTEP之间可以确立一条VXLAN隧道，VTEP间的这条VXLAN隧道将两个NVE之间的所有的VNI所公用。
VTEP可以由专有硬件来实现，也可以使用纯软件实现，硬件的实现是通过一些SDN交换机，软件的实现主要有
1，带vxlan内核模块的Linux
2，openvswitch
vxlan报文格式
端口默认使用4789端口
报文中源IP为报文的虚拟机所属的VTEP的IP地址，目的IP为目的虚拟机所属的VTEP的IP，目标ip地址可以为单播地址也可以为组播地址
vxlan网络架构图
vxlan使用 MAC IN UDP的方式来延伸二层网络，是一种扩展大二层网络的隧道封装技术。
NVE负责将vm的报文封装，建立隧道网络。如服务器上的openvswitch就是一个NVE。
VXLAN报文的转发
一种是BUM(broadcast&unknown-unicast&multicast)报文转发，一种是已知的单播报文转发
BUM报文转发：采用头端复制的方式(vm上层VTEP接口收到BUM报文后本地VTEP通过控制平面获取同一VNI的VTEP列表，将收到的BUM报文根据VTEP列表进行复制并发送给属于同一VNI的所有VTEP)并进行报文封装。
1，switch_1收到来终端A发出的报文后，提取报文信息，并判断报文的目的MAC地址是否为BUM MAC.
是，在对应的二层广播域内广播，并跳转2。
不是，走已知单播报文转发流程。
2，switch_1根据报文中的VNI信息获取同一VNI的VTEP列表获取对应的二层广播域，进行vxlan封装，基于出端口和vxlan封装信息封装vxlan头和外层IP信息，进行二层广播。
3，switch_2和switch_3上VTEP收到VXLAN报文后，根据UDP目的端口号、源和目的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，判断报文的目的MAC是否为BUM MAC
是，在对应的二层广播域内非VXLAN侧进行广播处理。
不是，再判断是否是本机的MAC地址。
是，本机MAC，上送主机处理。
不是，在对应的二层广播域内查找出接口和封装信息并跳转4.
4，switch_2和switch_3根据查找到的出接口和封装信息，为报文添加VLAN tag，转发给对应的终端B/C.
已知单播报文转发
1，switch_1收到来自终端A的报文，根据报文信息接入端口和VLAN信息获取对应的二层广播域，并判断报文的目的MAC是否为已知的单播MAC
是，在判断是否为本机MAC.
是，上送主机处理。
不是，在对应的二层广播域内查找出接口和封装信息，并跳装到2.
2， switch_1上VTEP根据查找到的出接口和封装信息进行VXLAN封装和报文转发。
3，switch_2上VTEP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，判断报文的目的MAC是否为已知单播报文MAC。
是，在对应的二层广播域内查找出接口和封装信息，并跳转到4.
不是，在判断是否是本机的mac。
是，上送主机处理。
不是，走BUM报文转发流程。
4，switch_2根据查找的出接口和封装信息，为报文添加VLAN tag，转发给对应的终端B。
为了防止不同vm之间通信发送arp广播引发广播风暴，vtep有一个arp proxy的功能也就是说在请求这个VTEP节点上的虚拟机的mac地址都是由VTEP的mac地址应答。也就是l2population。
vxlan网关
vxlan下vm之间的通信方式有3种，同VNI下不同VM，不同VNI下跨网访问，vxlan和非vxlan之间访问。
vxlan网关分为
二层网关、三层网关。
二层网关：主要用于解决同VNI下不同VM之间通信，一般为vetp IP
三层网关：用于解决不同VNI下跨网访问，和vxlan和非vxlan之间访问。
通俗理解就是
在一台实体服务器上可以虚拟出一个交换机来，这个交换机就是VSwitch，而这个VSwitch下挂的不再是实体服务器，而是一个个VM，一个VM其实就是一个租户租用的服务器，不同租户之间肯定是不能互访的，要不然租户数据的安全性如何保障，这个隔离就是靠的VNI这个ID，其实这个你可以向下VLAN是如何隔离的，目的就是为了隔离租户。我一个租户有2个VM的话，那么我这2个之间应该可以互访吧。所以说基于VNI定义的租户，而非基于VM。内部的结构说清楚了再来说上行如何访问，在一个L2交换机你要跨网访问必然要经过网关，这个网关的IP地址就是VTEP IP，在网络上有个概念叫arp-proxy，一般用途是为了保护内部私有网络，外界的所有应答都有网关来代替回答（可以理解为门卫）。在这里外界只需要你的VTEP IP即可，对端报文到达VTEP这个网关后自己在内部走L2进行转发。因此VXLAN报文中的目的IP就是对端的网关（VTEP IP），而源地址自然也是自己的网关（VTEP IP）。而对于不同leaf上的同一VNI的VM来说，他们的VTEP IP肯定要配置相同，想下同一vlan下的服务器的网关是如何配置的就明白了
http://www.cnblogs.com/hbgzy/p/5279269.html
http://blog.csdn.net/zztflyer/article/details/51883523
vxlan实验
环境
操作系统：centos7.2
内核版本：3.10
openvswitch版本：2.5
在两台虚拟机上安装好ovs，并启动
这个实验目的，就是HOST 1的 br1，没有根物理网卡绑定，但可以通过建利vxlan隧道与HOST2的br1通信。
配置host1
创建两个网桥br0、br1
ovs-vsctl add-br br0
ovs-vsctl add-br br1
将eth0挂载到br0上
ovs-vsctl add-port br0 eth0
将eth0的ip分配到br0上
ifconfig eth0 0 && ifconfig br0 192.168.1.2/24
给br1分配一个ip
ifconfig br1 192.168.2.2/24
配置host2
创建两个网桥br0、br1
ovs-vsctl add-br br0
ovs-vsctl add-br br1
将eth0挂载到br0上
ovs-vsctl add-port br0 eth0
将eth0的ip分配到br0上
ifconfig eth0 0 && ifconfig br0 192.168.1.3/24
给br1分配一个ip
ifconfig br1 192.168.2.3/24
此时在hots1上ping host2上的br0的ip是可以通的
ping br1的ip是pint不通的
通过建立vxlan隧道来实现br1之间通信
在host1上执行
给br1上增加一个vxlan0接口类型为vxlan，远程ip为 host2上的br0 ip， vni为100
在host2上执行
远端ip为host1上br0的ip
此时在host1上ping host2的br1的ip
就可以ping通了
在host2上的 eth0上抓包
有两层报文封装第一层源ip为192.168.2.2 目标ip为192.168.2.3，然后被udp封装，走vxlan隧道，第二层源ip为192.168.1.2 目标ip为192.168.1.3
网络包经过 vxlan interface 到达 eth1 的过程中，Linux vxlan 内核模块会将网络包二层帧封装成 UDP 包，因此，vxlan interface 必须设置适当的 MTU 来限制通过它的网络包的大小（vxlan interface 的 MTU 需要比它所绑定的物理网卡的 MTU 小 50），否则，封装后的包会被 eth1 丢弃。
VTEP (vxlan 随道端点）vswitch生成br-tun连接各个节点
像这些
为什么vlan只支持4096个因为vid只有12bit 2的12次方=4096
为什么用vxlan不用vlan？
因为vlan最大只有4096个
虚拟化技术的话用vlan运行vm一多，交换机上的mac地址会很多，影响交换机性能。
stp算法会产生大量多路路径冗余
vxlan：建立在物理网络上的虚拟以太网
vlxan是一种将二层报文用三层协议进行封装的技术，它进行传输的标识是通过VNI vni包含24bit所以vxlan最大支持2的24次方约16m个，会将二层数据包封装成udp报文通过隧道组播传输，一般配置的组播地址224.0.0.1发送arp，udp端口是4789，共50字节封装报头
UDP校验和：一般为0，非0则此包将会被丢弃。
数据包都是通过vtep进行封装传输
在 OVS 中, 有几个非常重要的概念：
Bridge: Bridge 代表一个以太网交换机（Switch），一个主机中可以创建一个或者多个 Bridge 设备。
Port: 端口与物理交换机的端口概念类似，每个 Port 都隶属于一个 Bridge。
Interface: 连接到 Port 的网络接口设备。在通常情况下，Port 和 Interface 是一对一的关系, 只有在配置 Port 为 bond 模式后，Port 和 Interface 是一对多的关系。
Controller: OpenFlow 控制器。OVS 可以同时接受一个或者多个 OpenFlow 控制器的管理。
datapath: 在 OVS 中，datapath 负责执行数据交换，也就是把从接收端口收到的数据包在流表中进行匹配，并执行匹配到的动作。
Flow table: 每个 datapath 都和一个“flow table”关联，当 datapath 接收到数据之后， OVS 会在
flow table 中查找可以匹配的 flow，执行对应的操作, 例如转发数据到另外的端口。
veth-pair：一对接口，一个接口收另外一个接口同时也能收到，用于连接两个Brigge
设置网络接口设备的类型为“internal”。对于 internal 类型的的网络接口，OVS 会同时在 Linux 系统中创建一个可以用来收发数据的模拟网络设备。我们可以为这个网络设备配置 IP 地址、进行数据监听等等。
参考链接
http://www.360doc.com/content/16/0227/12/3038654_537760576.shtml
http://blog.csdn.net/xjtuse2014/article/details/51376123?locationNum=7
http://www.cnblogs.com/hbgzy/p/5279269.html
http://blog.csdn.net/zztflyer/article/details/51883523