EVPN+VXLAN跨三层转发配置实验

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EVPN技术简介

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EVPN控制层面

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  • EVPN控制平面特点
    • 隧道建立和VXLAN关联：利用EVPN实现邻居发现 ，自动发现VXLAN网络中的 VTEP，并在有相同VXLAN ID各VTEP之间自动创建VXLAN隧道，自动关联VXLAN 隧道和VXLAN；
    • 地址同步：利用EVPN 的MP-BGP路由协议完成MAC地址同步、主机路由同步两 个功能；
  1. VXLAN隧道，是通过EVPN对等体间发布3类路由完成自动建立的。
  2. 通过3类路由建立隧道时，对等体间的VXLAN必须配置，且VXLAN id一样才可以建立隧道连接。3类路由建立隧道时，只需在对等体VSI下配置相同VXXLAN，创建EVPN实例，并配置对应EVPN实例的RD和RT。
  • EVPN控制平面设备角色：
    • Spine设备实现EVPN的BGP RR角色；
    • Leaf设备实现EVPN的RR Client角色；
    • Border设备作为EVPN网络和外网互通的网络出口。传统网络以及VXLAN网络对接

MAC/IP路由同步

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VTEP A上线的VM1的MAC/IP路由同步的过程如下：

  • 第一步：VM1上线，VTEP A把学习到的VM1 MAC地址和主机路由通过EVPN 2类路由消息向RR（Route Reflector路由反射器）同步。
  • 第二步：RR把接收到的路由更新同步给所有邻居（VTEP B&C）。
  • 第三步：VTEP接收到2类路由消息，把学习到的VM的MAC地址放到相同VXLAN的 L2MAC地址表项中和把学习到主机路由放到L3路由表项中。

RT、RD的填充原则

  • RT值可以手工配置，也可以配置auto。auto表示自动生成RT。自动生成的RT取值为BGP AS:VXLAN ID。
  • RD值可以手工配置，也可以配置auto。auto表示自动生成RD。自动生成的RD取值为N:VXLAN ID，N从1开始的整数。如果N:VXLAN索引已经被使用，则RD取值改为(N+1):VXLAN ID，如此反复，直到找到未被使用的RD值。

在EVPN的组网中，存在三个地方可以配置RT值：

  1. 虚拟服务实例视图； 二层转发通信
  2. VPN视图下ipv4地址族中；用于与传统ipv4网络通信 5类EVPN路由
  3. VPN视图下EVPN地址族中。跨三层转发通信 irb路由

EVPN的2类路由

  • mac路由 二层mac leaf mac表项引导下一跳
  • arp路由 集中式转发 网关向leaf询问mac表项
  • irb路由 分布式转发

L3VNI / L2VNI

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  • L2 VNI:代表一个二层广播域（创通VXLAN VNI概念）广播泛洪BUM流量表 只要在同一隧道内都会泛洪BUM流量

  • L3 VNI:

    • 网关之间通过VXLAN隧道转发流量时，属于同一路由域(同一VPN实例路由表内)、能够进行三层互通的流量通通过L3 VNI表示
    • L3 VNI唯一关联一个VPN实例（一个L3 VNI（VRF）关联多个L2 VNI）

  • 三层vsi用于寻找ipv4实例

  • 二层vsi用于寻找evpn实例

分布式网关-对称IRB三层转发

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分布式网关 - 对称IRB三层转发：

  • 转发路径：对称IRB流量来回路径一致，去程流量使用VNI 1000对应的隧道，回程流量使用VNI 1000对应的隧道；

  • VTEP配置：在VTEP配置本地VNI的VSI，需要配一个新类型L3 VNI ，L3 VNI会有同一个VRF内的路由，三层转发的流量会在L3 VNI完成转发；

  • 表项：每个VTEP上只需要维护其下挂主机所在的VNI内的MAC信息，只需要知道远端VTEP的Router MAC，表项占用更少；

  • 转发流程：VTEP A收到报文如果需要进行三层转发，将报文从源VNI转发到L3 VNI，内层DMAC切换为目的VTEP的RMAC-C。VTEP C解封装后发现内层DMAC为自己，将内层报文在L3 VNI所对应的VRF中做三层转发。

  • 对称IRB优势：

    • 配置简单：每个VTEP上只需要配置其下主机所在VNI的VSI信息和所在的VRF的L3 VNI的VSI， 配置简单，更有利于自动化部署；
    • 表项占用少：每个VTEP上只需要维护其下挂主机所在的VNI内的MAC信息，只需要知道远端VTEP的Router MAC，表项占用更少；
    • 来回路径一致：对称IRB流量来回路径一致，如本例中，去程流量使用VNI 1000对应的隧道，回程流量也使用VNI 1000对应的隧道。

转发过程

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分布式网关 - 对称IRB三层转发，网关在接入设备。该场景下三层转发的具体过程如下：

  • 虚机VM1属于VXLAN10，虚机VM2属于VXLAN20，虚机VM1和虚机VM2为不同网段虚机，虚机VM1的IP为IP1，MAC地址为MAC1，发出的报文携带VLAN tag 10，虚机VM2的IP为IP2，MAC地址为MAC2，虚机发出报文携带VLAN tag 20，在VTEP设备下行口配置VLAN 10映射到VXLAN 10和VLAN 20映射到VXLAN 20的配置，实现虚机发送过来的携带VLAN tag的报文能映射到到对应VXLAN中。
  1. 虚机VM1发送ARP请求网关的MAC地址，VTEP A返回网关的MAC地址GMAC-A。虚机VM1发送报文给虚机VM2，源MAC地址为MAC1，目的地址为网关MAC地址GMAC-A，VLAN tag为10。[此处是跨三层通信 数据发送给网关]
  2. 网关收到报文，在L3 VNI 1000中查表，根据报文目的ip，查找路由表和ARP表，找到出接口为Tunnel 1，封装报文格式为VXLAN，目的ip为VTEP C的ip，目的mac为underlay下一跳的mac，VXLAN ID为1000，转发报文到VTEP C。[查询vpn实例路由表(VNI1000) 封装并转发报文]
  3. VTEP C收到报文，剥离VXLAN报文，还原出原始的数据帧。在L3 VNI 1000中查表，根据目的ip找到出端口为GE2/0/1，替换报文目的mac为MAC 3，源MAC为网关GMAC C。VTEP C从接口GE2/0/1将数据帧加封装VLAN tag 20发送给VM2。[查询vpn实例路由表 解封装并转发报文]

EVPN网络常用命令

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  1. ARP表项：缺省20分钟老化。
  2. ARP抑制表项：固定25分钟老化。
  3. L2VPN MAC表项：缺省5分钟老化。

配置举例

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LEAF关键配置 [S1/S11/S2配置]

#
ip vpn-instance a
 route-distinguisher 1000:1000
 
 #
 address-family evpn
  vpn-target 1000:1000 import-extcommunity
  vpn-target 1000:1000 export-extcommunity

#
interface Vsi-interface10
 ip binding vpn-instance a  // 绑定vpn实例
 ip address 192.168.10.254 255.255.255.0  // 分布式网关地址相同
 mac-address 0001-0001-0001  // 配置mac地址 leaf网关mac相同
 distributed-gateway local  //使能分布式网关功能

#
interface Vsi-interface20
 ip binding vpn-instance a
 ip address 192.168.20.254 255.255.255.0
 mac-address 0002-0002-0002
 distributed-gateway local
 
#
vsi vpna
 gateway vsi-interface 10 // 关联网关 关联之后三层vsi接口开启

#
vsi vpnb
 gateway vsi-interface 20
 
#
interface Vsi-interface8191
 ip binding vpn-instance a
 l3-vni 1000  // 绑定之后 三层vni开启

配置验证

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完整配置

S1

#
 vxlan tunnel mac-learning disable
#
ospf 1 router-id 1.1.1.1
 area 0.0.0.0
#
vlan 1
#
vlan 10
#
vlan 20
#
 stp instance 0 priority 4096
 stp global enable
#
 l2vpn enable
 vxlan tunnel arp-learning disable
 evpn m-lag group 1.2.3.4
#
vsi vpna
 vxlan 10
 evpn encapsulation vxlan
  route-distinguisher 10:10
  vpn-target 10:10 export-extcommunity
  vpn-target 10:10 import-extcommunity
#
vsi vpnb
 vxlan 20
 evpn encapsulation vxlan
  route-distinguisher 20:20
  vpn-target 20:20 export-extcommunity
  vpn-target 20:20 import-extcommunity
#
interface Bridge-Aggregation1
 port link-type trunk
 port trunk permit vlan all
 link-aggregation mode dynamic
 port m-lag group 2
 vtep access port
 #
 service-instance 10
  encapsulation s-vid 10
  xconnect vsi vpna
 #
 service-instance 20
  encapsulation s-vid 20
  xconnect vsi vpnb
#
interface Bridge-Aggregation2
 description peerlink
 port link-type trunk
 port trunk permit vlan all
 link-aggregation mode dynamic
 port m-lag peer-link 1
#
interface LoopBack0
 ip address 1.1.1.1 255.255.255.255
 ospf 1 area 0.0.0.0
#
interface LoopBack1
 ip address 1.2.3.4 255.255.255.255
 ospf 1 area 0.0.0.0
#
interface GigabitEthernet1/0/2
 port link-mode route
 combo enable fiber
 ip address 13.1.1.1 255.255.255.0
 ospf network-type p2p
 ospf 1 area 0.0.0.0
#
interface GigabitEthernet1/0/3
 port link-mode route
 combo enable fiber
 ip address 14.1.1.1 255.255.255.0
 ospf network-type p2p
 ospf 1 area 0.0.0.0
#
interface GigabitEthernet1/0/6
 port link-mode route
 description keeplive
 combo enable fiber
 ip address 192.168.99.1 255.255.255.252
#
interface GigabitEthernet1/0/1
 port link-mode bridge
 port link-type trunk
 port trunk permit vlan all
 combo enable fiber
 port link-aggregation group 1
#
interface GigabitEthernet1/0/4
 port link-mode bridge
 port link-type trunk
 port trunk permit vlan all
 combo enable fiber
 port link-aggregation group 2
#
interface GigabitEthernet1/0/5
 port link-mode bridge
 port link-type trunk
 port trunk permit vlan all
 combo enable fiber
 port link-aggregation group 2
#
bgp 100
 peer 3.3.3.3 as-number 100
 peer 3.3.3.3 connect-interface LoopBack0
 peer 4.4.4.4 as-number 100
 peer 4.4.4.4 connect-interface LoopBack0
 #
 address-family l2vpn evpn
  peer 3.3.3.3 enable
  peer 4.4.4.4 enable
#
 m-lag mad exclude interface GigabitEthernet1/0/6
 m-lag restore-delay 10
 m-lag role priority 120
 m-lag system-mac 40a3-cfe4-0300
 m-lag system-number 1
 m-lag system-priority 0
 m-lag consistency-check disable
 m-lag keepalive ip destination 192.168.99.2

S11

#
 vxlan tunnel mac-learning disable
#
ospf 1 router-id 11.11.11.11
 area 0.0.0.0
#
vlan 1
#
vlan 10
#
vlan 20
#
 stp instance 0 priority 4096
 stp global enable
#
 l2vpn enable
 l2vpn m-lag peer-link ac-match-rule vxlan-mapping
 vxlan tunnel arp-learning disable
 evpn m-lag group 1.2.3.4
#
vsi vpna
 vxlan 10
 evpn encapsulation vxlan
  route-distinguisher 10:10
  vpn-target 10:10 export-extcommunity
  vpn-target 10:10 import-extcommunity
#
vsi vpnb
 vxlan 20
 evpn encapsulation vxlan
  route-distinguisher 20:20
  vpn-target 20:20 export-extcommunity
  vpn-target 20:20 import-extcommunity
#
interface Bridge-Aggregation1
 port link-type trunk
 port trunk permit vlan all
 link-aggregation mode dynamic
 port m-lag group 2
 vtep access port
 #
 service-instance 10
  encapsulation s-vid 10
  xconnect vsi vpna
 #
 service-instance 20
  encapsulation s-vid 20
  xconnect vsi vpnb
#
interface Bridge-Aggregation2
 description peerlink
 port link-type trunk
 port trunk permit vlan all
 link-aggregation mode dynamic
 port m-lag peer-link 1
#
interface LoopBack0
 ip address 11.11.11.11 255.255.255.255
 ospf 1 area 0.0.0.0
#
interface LoopBack1
 ip address 1.2.3.4 255.255.255.255
 ospf 1 area 0.0.0.0
#
interface FortyGigE1/0/53
 port link-mode bridge
#
interface FortyGigE1/0/54
 port link-mode bridge
#
interface GigabitEthernet1/0/2
 port link-mode route
 combo enable fiber
 ip address 113.1.1.11 255.255.255.0
 ospf network-type p2p
 ospf 1 area 0.0.0.0
#
interface GigabitEthernet1/0/3
 port link-mode route
 combo enable fiber
 ip address 114.1.1.11 255.255.255.0
 ospf network-type p2p
 ospf 1 area 0.0.0.0
#
interface GigabitEthernet1/0/6
 port link-mode route
 description keeplive
 combo enable fiber
 ip address 192.168.99.2 255.255.255.252
#
interface GigabitEthernet1/0/1
 port link-mode bridge
 port link-type trunk
 port trunk permit vlan all
 combo enable fiber
 port link-aggregation group 1
#
interface GigabitEthernet1/0/4
 port link-mode bridge
 port link-type trunk
 port trunk permit vlan all
 combo enable fiber
 port link-aggregation group 2
#
interface GigabitEthernet1/0/5
 port link-mode bridge
 port link-type trunk
 port trunk permit vlan all
 combo enable fiber
 port link-aggregation group 2
#
bgp 100
 peer 3.3.3.3 as-number 100
 peer 3.3.3.3 connect-interface LoopBack0
 peer 4.4.4.4 as-number 100
 peer 4.4.4.4 connect-interface LoopBack0
 #
 address-family l2vpn evpn
  peer 3.3.3.3 enable
  peer 4.4.4.4 enable
#
 m-lag mad exclude interface GigabitEthernet1/0/6
 m-lag restore-delay 10
 m-lag system-mac 40a3-cfe4-0300
 m-lag system-number 2
 m-lag system-priority 0
 m-lag consistency-check disable
 m-lag keepalive ip destination 192.168.99.1

S2

#
 vxlan tunnel mac-learning disable
#
ospf 1 router-id 2.2.2.2
 area 0.0.0.0
#
vlan 1
#
vlan 10
#
vlan 20
#
 stp global enable
#
 l2vpn enable
 vxlan tunnel arp-learning disable
#
vsi vpna
 vxlan 10
 evpn encapsulation vxlan
  route-distinguisher 10:10
  vpn-target 10:10 export-extcommunity
  vpn-target 10:10 import-extcommunity
#
vsi vpnb
 vxlan 20
 evpn encapsulation vxlan
  route-distinguisher 20:20
  vpn-target 20:20 export-extcommunity
  vpn-target 20:20 import-extcommunity
#
interface LoopBack0
 ip address 2.2.2.2 255.255.255.255
 ospf 1 area 0.0.0.0
#
interface GigabitEthernet1/0/1
 port link-mode route
 combo enable fiber
 ip address 23.1.1.2 255.255.255.0
 ospf network-type p2p
 ospf 1 area 0.0.0.0
#
interface GigabitEthernet1/0/2
 port link-mode route
 combo enable fiber
 ip address 24.1.1.2 255.255.255.0
 ospf network-type p2p
 ospf 1 area 0.0.0.0
#
interface GigabitEthernet1/0/3
 port link-mode bridge
 port link-type trunk
 port trunk permit vlan all
 combo enable fiber
 vtep access port
 #
 service-instance 10
  encapsulation s-vid 10
  xconnect vsi vpna
 #
 service-instance 20
  encapsulation s-vid 20
  xconnect vsi vpnb
#
bgp 100
 peer 3.3.3.3 as-number 100
 peer 3.3.3.3 connect-interface LoopBack0
 peer 4.4.4.4 as-number 100
 peer 4.4.4.4 connect-interface LoopBack0
 #
 address-family l2vpn evpn
  peer 3.3.3.3 enable
  peer 4.4.4.4 enable

S3

#
ospf 1 router-id 3.3.3.3
 area 0.0.0.0
#
vlan 1
#
 stp global enable
#
interface LoopBack0
 ip address 3.3.3.3 255.255.255.255
 ospf 1 area 0.0.0.0
#
interface GigabitEthernet1/0/1
 port link-mode route
 combo enable fiber
 ip address 13.1.1.3 255.255.255.0
 ospf network-type p2p
 ospf 1 area 0.0.0.0
#
interface GigabitEthernet1/0/2
 port link-mode route
 combo enable fiber
 ip address 23.1.1.3 255.255.255.0
 ospf network-type p2p
 ospf 1 area 0.0.0.0
#
interface GigabitEthernet1/0/3
 port link-mode route
 combo enable fiber
 ip address 113.1.1.3 255.255.255.0
 ospf network-type p2p
 ospf 1 area 0.0.0.0
#
bgp 100
 peer 1.1.1.1 as-number 100
 peer 1.1.1.1 connect-interface LoopBack0
 peer 2.2.2.2 as-number 100
 peer 2.2.2.2 connect-interface LoopBack0
 peer 11.11.11.11 as-number 100
 peer 11.11.11.11 connect-interface LoopBack0
 #
 address-family l2vpn evpn
  undo policy vpn-target
  peer 1.1.1.1 enable
  peer 1.1.1.1 reflect-client
  peer 2.2.2.2 enable
  peer 2.2.2.2 reflect-client
  peer 11.11.11.11 enable
  peer 11.11.11.11 reflect-client

S5

#
vlan 1
#
vlan 10
#
vlan 20
#
 stp global enable
#
interface Bridge-Aggregation1
 port link-type trunk
 port trunk permit vlan all
 link-aggregation mode dynamic
#
interface GigabitEthernet1/0/1
 port link-mode bridge
 port access vlan 10
 combo enable fiber
 stp edged-port
#
interface GigabitEthernet1/0/2
 port link-mode bridge
 port link-type trunk
 port trunk permit vlan all
 combo enable fiber
 port link-aggregation group 1
#
interface GigabitEthernet1/0/3
 port link-mode bridge
 port access vlan 20
 combo enable fiber
 stp edged-port
#
interface GigabitEthernet1/0/4
 port link-mode bridge
 port link-type trunk
 port trunk permit vlan all
 combo enable fiber
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