首先介绍一下虚机迁移：

虚拟机动态迁移，就是在保证虚拟机上服务正常运行的同时，将一个虚拟机系统从一个物理服务器移动到另一个物理服务器的过程。该过程对于最终用户来说是无感知的，从而使得管理员能够在不影响用户正常使用的情况下，灵活调配服务器资源，或者对物理服务器进行维修和升级。

虚机迁移对网络的影响：

对于数据中心来说，二三层网络架构是有一个弱点的，那是什么弱点呢？这个弱点就是服务器的位置不能随便在不同二层域之间移动。

因为一旦服务器迁移到其他二层域，就需要变更IP地址，TCP连接等运行状态也会中断，那么原来这台服务器所承载的业务就会中断，而且牵一发动全身，其他相关的服务器（比如WEB-APP-DB服务器之间都是相互关联的）也要变更相应的配置，影响巨大。

在服务器虚拟化之后，虚拟机的动态迁移会成为一种经常出现的场景。为了保证迁移时业务不中断，就要求在迁移时，不仅虚拟机的IP地址不变，而且虚拟机的运行状态也必须保持原状（例如TCP会话状态），所以虚拟机的动态迁移只能在同一个二层域中进行，而不能跨二层域迁移。

为什么会有大二层网络：

为了实现虚机大范围甚至跨地域的动态迁移，就要求把VM迁移可能涉及的所有服务器纳入同一个二层网络域，这样才能实现VM的大范围无障碍迁移。就好比你原来住在南京，现在迁移到苏州了，原来各城市的社保系统是独立的（小二层网络），所以你要办理社保关系迁移（IP地址变更），办过的人都知道这有多痛苦。

而据说从2015年开始整个江苏省的社保系统现在纳入统一管理了（大二层网络），那么从南京迁移到苏州，人过去就行了，社保关系不需要任何变更（IP地址不变，业务不中断）。

这就是大二层网络！一个真正意义的大二层网络至少要能容纳1万以上的主机，才能叫做大二层网络。

二层网络的核心问题

其实说起来也简单，二层网络的核心问题就是环路问题以及由此产生的广播风暴问题。

传统的二层技术为啥不能支持大二层

传统二层网络最主要的技术就是VLAN和xSTP

VLAN的问题

首先来看VLAN。

前面说了，VLAN的核心思想之一，就是通过划分VLAN来缩小二层域的范围和规模，来控制广播风暴的规模。

而对于大二层网络的需求而言，又要求把所有服务器都纳入同一个二层域，那如果把所有服务器都纳入到同一个VLAN当中，如果没有其他隔离手段，那不就相当于又把广播域扩得大大的？这和划分VLAN的初衷是背道而驰的。

所以VLAN技术天然就不能很好的支持大二层网络。

xSTP的问题

再来看xSTP，xSTP倒是可以解决大二层网络可能出现的环路问题，但是问题在于xSTP技术本身。

由于xSTP的收敛性能等原因（如果xSTP的节点过多，那么整网的收敛速度会呈指数级下降），所以一般情况下xSTP的网络规模不会超过100台交换机。同时由于xSTP需要阻塞掉冗余设备和链路，也降低了网络资源的带宽利用率。因此在实际网络规划时，从转发性能、利用率、可靠性等方面考虑，会尽可能控制xSTP网络范围。

（对于其他一些破环协议，虽然可能相比xSTP协议来说，在某些功能/性能方面有改进，但是总体上依然解决不了总规模不大的问题）。

所以xSTP协议也无法很好的支撑大二层网络的需求。

总结

最后给个总结式的数据，基于VLAN+xSTP技术的二层网络，由于前文所提的制约条件，可能容纳的主机数量，通常都不会超过1K。

 

如何解决：

Overlay派，就是通过用隧道封装的方式，将源主机发出的原始二层报文封装后在现有网络中进行透明传输，到达目的地之后再解封装得到原始报文，转发给目标主机，从而实现主机之间的二层通信。

通过封装和解封装，相当于一个大二层网络叠加在现有的基础网络之上，所以称为Overlay派。瞒天过海的含义也就在于此。

  思想

其实对于隧道封装，我们并不陌生，比如最典型的GRE，就是把原始数据报文通过GRE封装之后在三层网络中进行传输，从主机的角度来看，中间的三层网络是透明不可见的，也就相当于直接在源网络和目标网络之间直接拉了一根“光纤”！

但是GRE这样的隧道协议是点到点的隧道协议，只能点对点建立隧道，如果有很多主机需要二层通信的话，就要每两台主机之间都拉上“光纤”，这是无法想象的。那怎么办？

既然“光纤”不行，那就上“二层交换机”！

众所周知，“二层交换机”是可以实现下挂主机之间相互二层通信的，而且主机从“二层交换机”的一个端口迁移到另一个端口时，IP地址是可以保持不变的。这样不就可以实现大二层网络的需求了吗？

所以，Overlay方案的意义也就是在于此。Overlay方案的核心就是通过点到多点的隧道封装协议，完全忽略中间网络的结构和细节，把整个中间网络虚拟成一台“巨大无比的二层交换机”， 每一台主机都是直接连在这台“巨大交换机”的一个端口上。而基础网络之内如何转发都是这台“巨大交换机”内部的事情，主机完全无需关心。

基于这种“巨大交换机”的理解，那么就也很容易理解为什么这种方案就可以实现VM动态迁移了，不就是把VM主机从交换机的一个端口换到另一个端口嘛，完全无需变更IP地址。

Overlay派的典型技术主要有VXLAN、NVGRE、STT等，在本文中仅对VXLAN进行简单的介绍

VXLAN采用Mac in UDP的封装方式，虚拟机发出的数据包在VXLAN接入点（被称为VTEP）加上VXLAN帧头后再被封装在UDP报头中，并使用承载网络的IP/MAC地址作为外层头进行封装，承载网络只需要按照普通的二三层转发流程进行转发即可。

 

VXLAN在VXLAN帧头中引入了类似VLAN ID的网络标识，称为VXLAN网络标识VNI（VXLAN Network ID），由24比特组成，支持多达16M（(2^24-1)/1024^2）的VXLAN段，从而满足了大量的网络标识需求。

VTEP通过（目的MAC地址、目的VNI、目的VTEP的IP地址）映射表来实现报文封装，对于不认识的MAC地址，通过组播方式在网络内进行查询（当然，如果有统一的控制器，就可以单播向控制器进行查询）。