Docker Vxlan流量跨namespace浅析

​ 实验目的：在Docker容器内，一般是通过veth-pair设备对实现了夸namespace流量传输，但是在Vxlan设备中，它如何实现从一个namespace封装数据包到宿主机的物理网卡呢？

实验环境

flannel vxlan跨主机ping不通 vxlan跨网段_docker

添加vxlan设备

另一台机器也按照这个流程添加一个10.70.2.200/24

# 添加一个vxlan设备，remote,local 在这里类似于选择vtep设备，用来封装、收发vxlan数据包
[root@boy ~]# ip link add vxlan0 type vxlan id 100 dstport 100 remote 192.168.0.12 local 192.168.0.11 dev ens33

# 添加一个vxlan命名空间，用来模拟容器的网络隔离环境
[root@boy ~]# ip netns add vxlan

# 将vxlan0设备加到这个vxlan命名空间
[root@boy ~]# ip link set vxlan0 netns vxlan

# 配置vxlan0的IP地址
[root@boy ~]# ip netns exec vxlan ip addr add 10.70.2.100/24 dev vxlan0

# 启动vxlan0设备
[root@boy ~]# ip netns exec vxlan ip link set vxlan0 up

# 进入vxlan命名空间，查看fdb表
[root@boy ~]# ip netns exec vxlan bridge fdb show
00:00:00:00:00:00 dev vxlan0 dst 192.168.0.12 link-netnsid 0 self permanent

# 查看此时ARP表，可见此时没有10.70.2.200的MAC地址
[root@boy ~]# ip netns exec vxlan arp -n
[root@boy ~]# 

# 查看路由表，这条路由表明，在这个命名空间内，只有能去10.70.2.0/24的流量有路由通过vxlan0出去，其余的流量是不可达
[root@boy ~]# ip netns exec vxlan ip route
10.70.2.0/24 dev vxlan0 proto kernel scope link src 10.70.2.100

抓包分析

# vxlan0抓包
	ip netns exec vxlan tcpdump -i any -w vxlan.cap

# vxlan0 ping 
[root@boy ~]# ip netns exec vxlan ping 10.70.2.200

flannel vxlan跨主机ping不通 vxlan跨网段_linux_02

  • 从上述抓包可以知道，10.70.2.100第一次ping 10.70.2.200时，会构建一个target MAC全为0的ARP数据包
# 这部分的MAC地址和上述截图的可能不一样，上图的实验环境当时做实验时未保存 

# 查看此时ARP表、FDB表,可见vxlan0 通过ARP学习到了10.70.2.200的MAC地址
[root@boy ~]# ip netns exec vxlan bridge fdb 
00:00:00:00:00:00 dev vxlan0 dst 192.168.0.12 via ifindex 2 link-netnsid 0 self permanent
06:ec:46:74:39:22 dev vxlan0 dst 192.168.0.12 link-netnsid 0 self 

[root@boy ~]# ip netns exec vxlan arp -n
Address                  HWtype  HWaddress           Flags Mask            Iface
10.70.2.200              ether   06:ec:46:74:39:22   C                     vxlan0


# ens33物理网卡抓包，不加-T指定 VXLAN格式，只显示UDP报文，原因未知
[root@docker1 ~]# tcpdump -i any host 192.168.0.12 -Nnv  -T vxlan -X
tcpdump: listening on any, link-type LINUX_SLL (Linux cooked), capture size 262144 bytes
23:28:40.595794 IP (tos 0x0, ttl 64, id 11743, offset 0, flags [none], proto UDP (17), length 134)
    192.168.0.12.54943 > 192.168.0.11.100: VXLAN, flags [I] (0x08), vni 0
IP (tos 0x0, ttl 64, id 29630, offset 0, flags [DF], proto ICMP (1), length 84)
    10.70.2.200 > 10.70.2.100: ICMP echo request, id 1360, seq 1299, length 64
	0x0000:  4500 0086 2ddf 0000 4011 cb20 c0a8 000c  E...-...@.......
	0x0010:  c0a8 000b d69f 0064 0072 90d7 0800 0000  .......d.r......
	0x0020:  0000 0000 1eb0 2135 c271 ce5a 87a5 ad6f  ......!5.q.Z...o
	0x0030:  0800 4500 0054 73be 4000 4001 ad33 0a46  ..E..Ts.@.@..3.F
	0x0040:  02c8 0a46 0264 0800 e1ac 0550 0513 e8db  ...F.d.....P....
	0x0050:  7962 0000 0000 e2de 0800 0000 0000 1011  yb..............
	0x0060:  1213 1415 1617 1819 1a1b 1c1d 1e1f 2021  ...............!
	0x0070:  2223 2425 2627 2829 2a2b 2c2d 2e2f 3031  "#$%&'()*+,-./01
	0x0080:  3233 3435 3637                           234567
23:28:40.595825 IP (tos 0x0, ttl 64, id 1332, offset 0, flags [none], proto UDP (17), length 134)
    192.168.0.11.41086 > 192.168.0.12.100: VXLAN, flags [I] (0x08), vni 0
IP (tos 0x0, ttl 64, id 1300, offset 0, flags [none], proto ICMP (1), length 84)
    10.70.2.100 > 10.70.2.200: ICMP echo reply, id 1360, seq 1299, length 64
	0x0000:  4500 0086 0534 0000 4011 f3cb c0a8 000b  E....4..@.......
	0x0010:  c0a8 000c a07e 0064 0072 81eb 0800 0000  .....~.d.r......
	0x0020:  0000 0000 ce5a 87a5 ad6f 1eb0 2135 c271  .....Z...o..!5.q
	0x0030:  0800 4500 0054 0514 0000 4001 5bde 0a46  ..E..T....@.[..F
	0x0040:  0264 0a46 02c8 0000 e9ac 0550 0513 e8db  .d.F.......P....
	0x0050:  7962 0000 0000 e2de 0800 0000 0000 1011  yb..............
	0x0060:  1213 1415 1617 1819 1a1b 1c1d 1e1f 2021  ...............!
	0x0070:  2223 2425 2627 2829 2a2b 2c2d 2e2f 3031  "#$%&'()*+,-./01
	0x0080:  3233 3435 3637                           234567

结论

结论：即使vxlan被添加到另一命名空间后，只要存在00:00:00:00:00:00（第一次请求ARP时所需要，后续学习到对端IP后流量也会通过vxlan0） dev vxlan0 dst 192.168.0.15 link-netnsid 0 self permanent 这种FDB表，就会把流量自己封装好，然后发送到ens33（不需要借助像veth这种设备，然后ens33将在vxlan0发过来数据包的基础上使用UDP进行封装，然后封装IP报文，然后封装MAC等从而实现在一个三层网络上构建了一个二层网络）