SDN Overlay網絡中虛機到物理機的數據包的轉發
在之前我們討論了SDN Overlay 網絡中5個不同場景下虛機數據包如何轉發，今天我們將繼續討論處於Overlay網絡中的虛機如何與物理機進行數據轉發。有關於微軟網絡虛擬化HNV的相關概念，如RDID、VSID、虛機網絡、虛擬子網、默認網關等，可以參考http://ichbinleo.blog.51cto.com/11948851/1902265和http://ichbinleo.blog.51cto.com/11948851/1903866 進一步了解。
在開始今天的討論之前，我們需要引入一個概——HNV網關，也即轉發網關，轉發網關在SDN Overlay場景中的主要目的有3個：
通過NAT實現Overlay網絡中虛機訪問外部網絡（
Internet）通過NAT或直接路由功能實現Overlay網絡中虛機訪問物理網絡上的設備
外部網絡到Overlay網絡的S2S VPN。
HNV網關可由啟用了RRAS功能的Windows Server （2012及後續版本）虛機實現，也可以由支持NVGRE/VXLAN的物理網絡設備來支持，如Cisco、F5、Iron Network以及nAppliance等都提供相應的網絡設備。
我們這次設定的場景如下圖所示，2臺虛機VM1和VMgwca在不同的虛擬子網，分別運行在不同的物理機上，VMgwca作為VM1所在的虛擬子網的轉發網關。VMgwca具備至少2個網卡：一個網卡關聯HNV邏輯網絡，連接和VM1相同的虛機網絡（RDID相同），一個網卡連接物理網絡（我們可稱之為外部網絡）。啟用了HNV網關特性也意味著2塊網卡所在的子網也默認啟用了靜態路由
VM1的IP地址為172.16.188.2，MAC地址為MACvm1, VSID為11111。
VMgwca的內部IP地址為192.168.188.2，MAC地址為MACgwca，VSID為22222；外部地址為10.1.21.16，外部網卡MAC地址為MAClan。
當虛機VM1需要和外部網絡的主機10.1.21.18通信時，數據流是怎樣的呢，下面我們對這一場景的數據流進行詳細的描述：
因為源和目的IP地址不在同一個子網，所以VM1發送ARP消息詢給默認網關，而不是直接發送給目標IP地址。
Hyper-V虛擬交換機廣播ARP到HNV Filter
HNV Filter返回默認網關的MAC地址MACdfgw,MACdfgw就是HNV Filter自身。
VM1學習到默認網關的MAC地址為MACdfgw，其VSID為11111 (默認網關的MAC地址MACdfgw包含在OOB數據裏)。
VM1封裝IP數據包，目的IP為默認網關的IP地址，目的MAC地址為MACdfgw。
IP數據包發送到Hyper-V虛擬交換機，虛擬交換機獲取到發送虛機的網卡VSID 11111的OOB數據。
HNV Filter 查詢到去往10.1.21.xx子網的客戶路由的下一跳為192.168.188.2（轉發網關）。
HNV Filter 使用其查找記錄來確定下一跳虛機（轉發網關）的PA地址。如果沒有找到PA地址記錄，那麽數據包將被丟棄。
接著HNV Filter 重寫數據包，以將目的MAC地址更改為MACgwca（轉發網關的MAC地址）
HNV Filter 在查找記錄裏查詢到gwca的CA地址為192.168.188.2，MAC地址MACdfgw，VSID為22222，PA地址為10.2.41.206，於是HNV Filter將獲取到的這些信息和原始IP數據包使用NVGRE/XVLAN進行二次封裝。外部數據包中，目的IP地址為gwca的的PA地址10.2.41.206，目的MAC地址為MACdfgw，VSID為22222，如下圖綠色部分所示。
二次封裝的數據包通過傳輸網絡棧傳輸到網絡上。
IP地址為10.2.41.206以及MAC地址為MACPA2的Hyper-V物理機接收到數據包，然後發送到HNV Filter
HNV Filter拆開封裝的包，獲取到原始數據包，以及包含了VSID 22222的OOB數據。
HNV Filter將原始數據包轉發到具有VSID為22222的Hyper-V虛擬交換機。
Hyper-V虛擬交換機按照訪問控制策略將原始數據包發送到目標虛機（轉發網關虛機）。在整個過程中，源和目標虛機都沒能感知封裝的存在。而此時，數據包已經到達轉發網關虛機gwca。
轉發網關虛機將數據包在自己2塊不同的網卡之間轉發（連接內部網絡的網卡轉發到連接外部網絡的網卡）
轉發網關虛機的連接到物理Underlay網絡的網卡將當前MAC地址更改為目的物理服務器的MAC地址MACphy
物理服務器接收到數據包，但是並不知道該數據包來自虛擬網絡。
本文出自 “黃利軍的博客” 博客，謝絕轉載！
SDN Overlay網絡中虛機到物理機的數據包的轉發