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VMwareNSX 原理与实践-----逻辑交换(二)

前序:在上一篇《VMware NSX原理与实践----逻辑交换(一)》中,初步为大家介绍了逻辑交换机的原理以及VXLAN报文的转发,下面会为大家继续讲一讲涉及到逻辑交换的一些碎片化概念。
一、单播、组播、广播
1.单播: 主机之间一对一的通讯模式,网络中的交换机和路由器对数据只进行转发不进行复制。举一个现实中的小例子帮助大家理解这个概念。平时大家都会用到微信,每逢过节大家都会互相慰问,对于关系不错的好朋友,基本都会选择一个一个去问候,这样更显得诚恳。再比如现在的网页浏览全部都是采用单播模式,网络中的路由器和交换机根据其目标地址选择传输路径,将IP单播数据传送到其指定的目的地。
单播的优点: 1)服务器及时响应客户机的请求2)服务器针对每个客户不同的请求发送不同的数据,容易实现个性化服务。
单播的缺点: 1)服务器针对每个客户机发送数据流,服务器流量=客户机数量×客户机流量;在客户数量大、每个客户机流量大的流 媒体应用中服务器不堪重负。 2)现有的网络带宽是金字塔结构,城际省际主干带宽仅仅相当于其所有用户带宽之和的5%。如果全部使用单播协议,将造成网络主干不堪重负。现在的P2P应用就已经使主干经常阻塞。而将主干扩展20倍几乎是不可能。
2.广播: 主机之间一对所有的通讯模式,网络对其中每一台主机发出的信号都进行无条件复制并转发,所有主机都可以接收到所有信息(不管你是否需要),由于其不用路径选择,所以其网络成本可以很低廉。还是上面微信的例子,还是过节,有些人可能觉得一个一个人的去问候,很麻烦,所以就采用了群发功能,这样理解是不是就感觉很容易了。其实有线电视信号也是采用广播的方式。
广播的优点: 1)网络设备简单,维护简单,布网成本低廉 2)由于服务器不用向每个客户机单独发送数据,所以服务器流量负载极低。
广播的缺点: 1)无法针对每个客户的要求和时间及时提供个性化服务。 2)网络允许服务器提供数据的带宽有限,客户端的最大带宽=服务总带宽。例如有线电视的客户端的线路支持100个频道(如果采用数字压缩技术,理论上可以提供500个频道),即使服务商有更大的财力配置更多的发送设备、改成光纤主干,也无法超过此极限。也就是说无法向众多客户提供更多样化、更加个性化的服务。 3)广播禁止允许在Internet宽带网上传输。
3.组播: 主机之间一对一组的通讯模式,其实类似于一对多,不过是将“一对多”中的“多”绑定成了一个组。也就是加入了同一个组的主机可以接受到此组内的所有数据,网络中的交换机和路由器只向有需求者复制并转发其所需数据。咱们依旧用上面微信的例子,这可真是一个好例子。又过节了,又该发问候了,你想给很多人发红包,但又不想给所有人发,怎么办??简单,创建一个群聊,把他们拉进这个群聊,把红包发到群聊里面就好了。是不是很好理解了。
组播的优点: 1)需要相同数据流的客户端加入相同的组共享一条数据流,节省了服务器的负载。具备广播所具备的优点。 2)由于组播协议是根据接受者的需要对数据流进行复制转发,所以服务端的服务总带宽不受客户接入端带宽的限制。IP协议允许有2亿6千多万个组播,所以其提供的服务可以非常丰富。 3)此协议和单播协议一样允许在Internet宽带网上传输。
组播的缺点: 1)与单播协议相比没有纠错机制,发生丢包错包后难以弥补,但可以通过一定的容错机制和QOS加以弥补。 2)现行网络虽然都支持组播的传输,但在客户认证、QOS等方面还需要完善,这些缺点在理论上都有成熟的解决方案,只是需要逐步推广应用到现存网络当中。
二、NSX Controller表项
突然看到“表项”这个词是不是感觉很???要我说,你就把它理解为表就行了,不过是用的词汇比较高大上些罢了。咱们直入主题,说一些表:VTEP表、MAC表、ARP表。
1、VTEP表:简单地说,当第一台虚拟机连接到VXLAN网段时,ESXI主机就会向NSX Controller节点生成一个携带了VNI/VTEP映射关系的控制平面信息,然后NSX Controller集群就会生成携带了这些信息的本地的VTEP表项,并告知与其位于同一VXLAN网段中的虚拟机所在的所有ESXI主机。注意:在下图中,因为ESXI3上由于并没有位于VXLAN5001上的虚拟机,所以VTEP信息无法传送到esxi3.
VMwareNSX 原理与实践-----逻辑交换(二)_单播
2、MAC表:MAC表是需要ESXi主机通告给NSX Controller的第二种信息,是虚拟机连接到具体的VNI的MAC的地址表。与VTEP有区别的是NSX Controlle集群在接收到ESXI主机发来的信息之后,会建立本地的MAC表,但是本地的MAC表并不会像VTEP表一样被发送给所有的主机,ESXI主机只关心自己的虚拟机的地址。
VMwareNSX 原理与实践-----逻辑交换(二)_组播_02
3、ARP表:需要ESXI主机通告给NSX Controller的最后一种信息是连接到VNI的虚拟机的IP地址,用来建立ARP表,并实现ARP抑制。VMwareNSX 原理与实践-----逻辑交换(二)_VXLAN_03
三、总结
也许大家对上面讲的这三个表依旧不是很理解,不明白为什莫要有这三种表的存在。我用上面的图再简单地给大家理一理。首先之前的文章中提到过VXLAN是一种”隧道“,VTEP可以理解为隧道的两端。那么有流量要走这条隧道,就要知道这条隧道的隧道名(VNI),以及隧道的两端(10.1.1.10和10.1.1.11),所以就有了VTEP表。然后你在想一想,是谁要用这条隧道,我们是不是得知道这个”谁“的相关信息,所以就要知道它的MAC地址和IP地址,也就有了MAC表和ARP表。这样理解是不是很清楚了。

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