基于NP的可扩展虚拟局域网的实现

摘要

随着云计算的迅猛发展，二层网络的划分范围越来越大，传统VLAN(Virtual Local Area Network,虚拟局域网)技术出现了越来越多的不足，主要体现在支持的租户数量十分有限，且实验室管理困难。为了解决这个问题，VXLAN(Virtual eXtensible Local Area Network,可扩展虚拟局域网)技术被提出。VXLAN技术是基于IP网络的、将以太网报文封装在UDP传输层上进行转发的二层VPN(Virtual Private Network，虚拟专用网络)技术。该技术具有支持大量租户和维护方便等特点。本课题以华三公司核心路由器为研究平台，对基于NP(Network Processor,网络处理器)芯片的VXLAN技术进行研发和测试，验证VXLAN技术在NP芯片上的可行性。
　　主要内容分为以下四个部分：
　　第一部分，设计VXLAN隧道系统，研究VXLAN典型网络模型。基于华三公司平台软件，使用C语言开发隧道系统。主要工作包括VXLAN隧道创建与删除， VXLAN隧道源地址和目的地址配置， VXLAN隧道状态的检测以及VXLAN报文的转发。
　　第二部分，设计VXLAN控制功能，VXLAN控制流程是指设计VXLAN相关表项，使这些表项能够指导VXLAN报文转发。该过程主要从VSI(Virtual Switch Interface，虚拟交换实例)模块、VXLAN隧道模块以及VXLAN MAC地址模块三方面实现控制，以此完成对整个虚拟化网络的表项设计。
　　第三部分，设计VXLAN转发功能。通过上部分建立的表项，实现报文在NP芯片内的转发。主要包括单播流量与泛洪流量进入隧道的转发设计，以及报文加封装与解封装的设计，最后实现普通二层报文转化为VXLAN报文并进行转发的过程。
　　第四部分，VXLAN功能在NP芯片上设计完成后，对其进行测试与分析，测试结果完全符合项目要求。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第1章 绪论

1.1课题研究背景及意义

1.2国内外研究现状

1.3本文主要研究内容

第2章 VXLAN网络模型及隧道设计

2.1二层VPN技术

2.2 VXLAN网络模型

2.3流量转发

2.4泛洪流量转发

2.5 VXLAN系统结构

2.6 VXLAN隧道创建平台设计

2.7 VXLAN隧道的系统设计

2.8本章小结

第3章 VXLAN控制功能设计

3.1 VXLAN的接入电路设计

3.2 VXLAN的VSI设计

3.3 VXLAN隧道设计

3.4 VXLAN MAC功能学习设计

3.5本章小结

第4章 VXLAN转发功能设计

4.1流量入VXLAN隧道设计

4.2泛洪方式加封装设计

4.3流量解封装

4.4泛洪抑制方式

4.5本章小结

第5章 VXLAN功能测试分析

5.1测试工具和环境

5.2功能测试

5.3本章小结

结论

参考文献

致谢

附录A