什么是EVPN

EVPN NLRI定义了如表1-1所示的五种EVPN路由类型。其中Type1～Type4是在RFC7432中定义的，Type5是在后来的草案中定义的。

其中Type1和Type4是用于EVPN ESI（Ethernet Segment Identifier）多活场景，该场景是一种按照RFC标准定义的方式实现的VXLAN网关多归多活方案，可有效提升VXLAN接入侧的可靠性，目前仅部分CloudEngine交换机款型支持，详情可参见CloudEngine交换机产品文档中的“EVPN ESI多活功能”。

本文主要对常见的EVPN中Type2、Type3、Type5类型的路由进行重点介绍。

使用EVPN作为VXLAN的控制平面，可以用EVPN来进行MAC学习，以替代数据平面泛洪方式的MAC学习，减少泛洪流量。使用EVPN来进行MAC学习的过程，是通过在VTEP之间传递Type2路由完成的。

下面以图1-5为例，介绍VTEP之间是如何通过EVPN来实现远程主机的MAC学习的。

图1-5 使用EVPN来学习远程主机MAC地址的过程示意图

图中Leaf1和Leaf2作为VTEP，分别连接同网段的主机Host1和Host2，以Leaf1向Leaf2发送Type2路由为例。

1. Host1在连接至Leaf1时，通常会触发ARP、DHCP等行为。通过这些流量，Leaf1上就会学习到Host1的MAC信息，记录在本地MAC表中。

   Leaf1学习到本地主机的MAC表项后，会向其对等体Leaf2发送EVPN Type2路由。该路由会携带本端EVPN实例的ERT、VTEP IP地址、二层VNI、Host1的MAC地址等信息。其中本端的EVPN实例的ERT、VTEP IP地址、二层VNI这些信息来源于本端VTEP上的配置，样例如下：

   [Leaf1]
   bridge-domain 10
    vxlan vni 10    //二层VNI
    evpn
     route-distinguisher 10:1
     vpn-target 0:10 export-extcommunity    //EVPN实例的ERT
     vpn-target 100:5000 export-extcommunity
     vpn-target 0:10 import-extcommunity
   #
   interface Nve1
    source 1.1.1.1   //Leaf1的VTEP IP地址
    vni 10 head-end peer-list protocol bgp
   #

2. Leaf2收到Leaf1发来的Type2路由后，能够学习到Host1的MAC地址信息，并将其保存在MAC表中，其下一跳为Leaf1的VTEP IP地址。

   需要说明的是，Leaf2收到Leaf1发送的EVPN路由时，能否接纳该路由信息，是需要通过EVPN实例的RT（Route Target）值是否匹配来判断的。RT是一种BGP扩展团体属性，用于控制EVPN路由的发布与接收。也就是说，RT决定了本端的EVPN路由可以被哪些对端所接收，以及本端是否接收对端发来的EVPN路由。

   RT属性分为两类：

   • ERT（Export RT）：本端发送EVPN路由时，携带的RT属性设置为ERT。
   • IRT（Import RT）：本端在收到对端的EVPN路由时，将路由中携带的ERT与本端的IRT进行比较，只有两者相等时才接收该路由，否则丢弃该路由。

   在本例中，Leaf2上接收Leaf1发过来的EVPN路由，则需保证Leaf2上配置的IRT（Import RT）与Leaf1配置的ERT（Export RT）一致，例如Leaf2上EVPN中的IRT配置为0:10，与上文中Leaf1上的ERT一致：

   [Leaf2]
   bridge-domain 10
    vxlan vni 10    //二层VNI
    evpn
     route-distinguisher 10:2
     vpn-target 0:10 export-extcommunity    
     vpn-target 100:5000 export-extcommunity
     vpn-target 0:10 import-extcommunity   //EVPN实例的IRT
   #

经过以上的流程，在未发送广播请求的情况下，Leaf2就可以学习到Host1的MAC地址。类似的，Leaf1也可以学习到Host2的MAC地址。

另外需要强调的是，EVPN只是减少了网络中的流量泛洪，并不会完全避免，例如在以下一些场景：

1. 网络中存在“静默”主机的情况，这种情况下主机不会触发ARP、DHCP等行为，导致VTEP学习不到本地主机MAC地址，从而也就无法发送MAC地址信息让其他VTEP学习到。
2. 主机首次通信的过程中，主机会发送ARP广播请求报文，这种也会产生泛洪。这种情况还可以通过ARP广播抑制功能来避免泛洪，可参考本文中的VXLAN网络中的ARP广播抑制。

VXLAN隧道由一对VTEP确定，在同子网互通场景下，因为只需要在同一个二层广播域（BD）内互通，所以只要两端VTEP的IP地址路由可达，VXLAN隧道就可以建立。通过EVPN动态建立VXLAN隧道，就是在两端VTEP之间建立BGP EVPN对等体，然后对等体之间通过交互Type3路由来互相传递VNI和VTEP IP地址信息，从而实现动态建立VXLAN隧道。

下面以图1-6为列，介绍VTEP之间是如何通过Type3路由建立VXLAN隧道。

图1-6 同子网VXLAN隧道的建立示意图

图中Leaf1、Leaf2、Leaf3作为VTEP，以Leaf1向Leaf2、Leaf3发送路由为例。

1. 在Leaf1上完成VTEP IP、二层VNI、EVPN实例等相关配置后（这些配置的样例如下所示），Leaf1会向对等体Leaf2、Leaf3分别发送EVPN Type3路由。路由中会携带二层VNI、本端VTEP IP、EVPN实例的RD、出方向VPN-Target（ERT）等信息。

   [Leaf1]
   bridge-domain 10
    vxlan vni 10    //二层VNI
    evpn
     route-distinguisher 1:10    //EVPN实例的RD
     vpn-target 0:10 export-extcommunity    //EVPN实例的ERT
     vpn-target 100:5000 export-extcommunity
     vpn-target 0:10 import-extcommunity
   #
   interface Nve1
    source 1.1.1.1   //Leaf1的VTEP IP地址
    vni 10 head-end peer-list protocol bgp
   #

2. Leaf2、Leaf3收到Leaf1发来的Type3路由后，如果Leaf1的VTEP IP三层路由可达，则建立一条到Leaf1的二层VXLAN隧道；同时，如果本地有相同的VNI，则建立一条头端复制列表，用于后续广播、组播、未知单播报文的转发。

   在Leaf2、Leaf3收到Leaf1发送的EVPN路由时，会基于路由携带的RT值（EVPN实例的ERT值）是否与本地EVPN实例的IRT值匹配，来判断是否接纳该路由。

经过以上的流程，Leaf2、Leaf3上就能建立到Leaf1的头端复制列表，指导后续BUM报文的转发。类似的，Leaf1上也会建立到Leaf2、Leaf3的头端复制列表。

图1-7 使用EVPN发布主机路由的示意图

图中Leaf1和Leaf2作为VTEP，同时作为三层网关，分别连接不同网段的主机Host1和Host2，以Leaf1向Leaf2发送路由为例。

1. Host1在连接至Leaf1时，通常会触发ARP、DHCP等行为。通过这些流量，Leaf1上就会学习到Host1的ARP信息。同时，还可以根据Host1所属的BD域，获取相应的二层VNI、L3VPN实例及L3VPN实例关联的三层VNI信息。

   为什么会有L3VPN和三层VNI呢？因为同一个Leaf下可能接入多个租户的服务器，而为了实现不同租户之间的隔离，所以就在Leaf上通过创建不同的L3VPN来隔离不同租户的路由表，从而将不同租户的路由存放在不同的私网路由表中。而三层VNI就是用来标识这些L3VPN的，当Leaf节点收到对端发送来的数据报文时（报文会携带三层VNI），就根据其三层VNI找到相应的L3VPN，通过查找该L3VPN实例下的路由表来进行转发。

   Leaf1获取的二层VNI、L3VPN实例及L3VPN实例关联的三层VNI信息依赖的关键配置示例如下：

   [Leaf1]
   ip vpn-instance vpn1    //L3VPN实例
    ipv4-family
     route-distinguisher 20:4
     vpn-target 100:5000 export-extcommunity evpn
     vpn-target 100:5000 import-extcommunity evpn
    vxlan vni 5000      //L3VPN实例关联的三层VNI
   #
   bridge-domain 10
    vxlan vni 10     //二层VNI
    evpn
     route-distinguisher 10:4
     vpn-target 0:10 export-extcommunity
     vpn-target 100:5000 export-extcommunity
     vpn-target 0:10 import-extcommunity
   #
   interface Vbdif10    //根据BD信息获取三层Vbdif接口和此接口绑定的L3VPN实例
    ip binding vpn-instance vpn1 
    ip address 192.168.1.1 255.255.255.0
    mac-address 0000-5e00-0102
    vxlan anycast-gateway enable
    arp collect host enable
   #

   以上这些总结起来就是Leaf1会获取Host1的：IP + MAC + Host1所属的二层VNI + VBDIF绑定的L3VPN实例的三层VNI，然后：

   1. Leaf1上的EVPN实例就可以根据这些信息生成EVPN Type2类型的路由（参见上图中的表格），除了获取的Host1的相关信息外，还携带本端EVPN实例的ERT、路由下一跳（本端VTEP IP）、VTEP的MAC等信息，将其发送给对等体Leaf2。
   2. Leaf1上的EVPN实例将Host1的IP + MAC + 三层VNI发给本端的L3VPN实例，从而在本端的L3VPN实例中生成本地Host1的路由。
2. Leaf2收到Leaf1发来的Type2路由后，能够学习到Host1的IP地址信息，并将其保存在相应的路由表中，其下一跳为Leaf1的VTEP IP地址，同时记录对应的三层VNI信息，处理过程如下：
   1. 检查该路由的ERT与接收端EVPN实例的IRT是否相同。如果相同，则接收该路由，同时EVPN实例提取其中包含的主机IP+MAC信息，用于主机ARP通告。
   2. 检查该路由的ERT与接收端L3VPN实例的IRT是否相同（如下表中的举例所示）。如果相同，则接收该路由，同时L3VPN实例提取其中的主机IP地址+三层VNI信息，在其路由表中生成Host1的路由。该路由的下一跳会被设置为Leaf1的VXLAN隧道接口。

      Leaf1（发送端）	Leaf2（接收端）
      ip vpn-instance vpn1 ipv4-family route-distinguisher 20:2 vpn-target 100:5000 export-extcommunity evpn vpn-target 100:5000 import-extcommunity evpn vxlan vni 5000 # bridge-domain 10 vxlan vni 10 evpn route-distinguisher 10:2 vpn-target 100:10 export-extcommunity vpn-target 100:5000 export-extcommunity //发送端EVPN中的ERT vpn-target 100:10 import-extcommunity #	ip vpn-instance vpn1 ipv4-family route-distinguisher 20:3 vpn-target 100:5000 export-extcommunity evpn vpn-target 100:5000 import-extcommunity evpn //接收端L3VPN中的IRT（eIRT） vxlan vni 5000 # bridge-domain 20 vxlan vni 20 evpn route-distinguisher 10:3 vpn-target 100:20 export-extcommunity vpn-target 100:5000 export-extcommunity vpn-target 100:20 import-extcommunity #

   3. 接收端EVPN实例或L3VPN实例接收该路由后会通过下一跳获取Leaf1的VTEP IP地址，如果该地址三层路由可达，则建立一条到Leaf1的VXLAN隧道。

经过以上的流程，Leaf2就可以学习到Host1的IP路由信息，后续转发至Host1的报文时，可以根据查找路由表进行转发。类似的，Leaf1也可以学习到Host2的IP路由信息。

图1-8 EVPN网段路由发布示意图

下面以图1-8为列，介绍VTEP之间是如何发布网段路由的。图中Leaf1和Leaf2作为VTEP，同时作为三层网关，其中Leaf1连接一个192.168.1.0/24的网段。

1. Leaf1收集到本地IP网段路由，把该IP网段路由通过EVPN Type5路由发送给Leaf2。路由中携带有IP前缀、掩码长度、对应VRF的三层VNI等信息（如上图表格所示）。
2. Leaf2收到Leaf1发来的Type5路由后，能够学习到IP网段路由信息，并将其保存在相应的路由表中，其下一跳为Leaf1的VTEP IP地址，同时记录对应的三层VNI信息。

   Leaf2收到Leaf1发送的EVPN路由时，根据EVPN路由携带的RT值（Type 5路由使用L3VPN实例的ERT值填充）是否与本地L3VPN实例的IRT值匹配，来将网段路由添加到对应VRF的路由表中。如果某VRF的IRT值与EVPN路由携带的RT值相同，则接收该路由，同时提取其中的网段路由+三层VNI信息，在其路由表中生成网段路由。该路由的下一跳会被设置为Leaf1的VTEP IP地址。同时，如果Leaf1的VTEP IP地址三层路由可达，则建立一条到Leaf1的VXLAN隧道。

   Leaf1（发送端）	Leaf2（接收端）
   ip vpn-instance vpn1 ipv4-family route-distinguisher 20:2 vpn-target 100:5000 export-extcommunity evpn //Type5路由中发送端的ERT使用L3VPN实例中的ERT（eERT） vpn-target 100:5000 import-extcommunity evpn vxlan vni 5000 # bridge-domain 10 vxlan vni 10 evpn route-distinguisher 10:2 vpn-target 100:10 export-extcommunity vpn-target 100:5000 export-extcommunity vpn-target 100:10 import-extcommunity #	ip vpn-instance vpn1 ipv4-family route-distinguisher 20:3 vpn-target 100:5000 export-extcommunity evpn vpn-target 100:5000 import-extcommunity evpn //接收端L3VPN实例中的IRT（eIRT） vxlan vni 5000 # bridge-domain 20 vxlan vni 20 evpn route-distinguisher 10:3 vpn-target 100:20 export-extcommunity vpn-target 100:5000 export-extcommunity vpn-target 100:20 import-extcommunity #

经过以上的流程，Leaf2就可以学习到Leaf1的网段路由信息，后续转发至该网段的报文时，可以根据查找路由表进行转发。

同子网报文转发为二层转发，只在VXLAN二层网关之间进行，三层网关无需感知。

同子网已知单播报文转发

如图1-9所示，Host1和Host2同属于一个子网，下面以Host1向Host2发送已知单播报文为例介绍报文在VXLAN网络中的转发流程。

图1-9 同子网已知单播报文转发示意图

1. Host1发送目的地址为Host2的报文。如果Host1没有Host2的MAC地址，会先发送广播ARP请求来获取Host2的MAC地址，此处该过程不再详述，认为Host1已经获取了Host2的MAC地址。
2. Leaf1收到Host1的报文后，根据报文入端口或VLAN信息判断其所属的BD，并在该BD内查找出接口（通过上一节使用EVPN学习MAC地址可以知道，Leaf1上会学习到Host2的MAC地址，出接口为VTEP 2.2.2.2）。然后Leaf1会对报文进行VXLAN封装后转发。
3. Leaf2接收到VXLAN报文后，根据报文中VNI获取二层广播域，进行VXLAN解封装，获取内层的二层报文。

4. Leaf2根据内层报文的目的MAC地址，从本地MAC表中找到对应的出接口，然后转发给对应的主机Host2。

Host2向Host1发送报文的过程与上述过程相同。

如图1-10所示，在分布式网关场景下，Leaf1、Leaf2作为VXLAN的三层网关，进行VXLAN封装及三层转发，Spine仅作为VXLAN报文转发节点，不进行VXLAN报文的处理。

图1-10 分布式网关场景下跨子网报文转发示意图

以Host1向Host2发送报文为例介绍报文在VXLAN网络中的转发流程：

1. 因为Host1与Host2属于不同网段，所以Host1会先将报文发送给网关（Leaf1），交由网关进行转发。
2. Leaf1接收到来自Host1的报文，根据报文的目的地址判断需要进行三层转发。Leaf1根据报文入端口或VLAN信息判断其所属的BD，找到绑定该BD的L3VPN实例，然后在该L3VPN实例下查找路由表。在前面跨子网VXLAN隧道的建立和路由发布章节已经介绍过，在分布式网关场景下，网关Leaf1会学习到Host2的主机路由。

   Leaf1根据路由获取三层VNI、下一跳等信息，然后进行VXLAN封装，将报文转发至Leaf2。

3. Leaf2收到VXLAN报文后进行解封装，根据报文携带的三层VNI找到对应的L3VPN实例，通过查找该L3VPN实例下的路由表，获取报文的下一跳是网关接口地址，然后将目的MAC地址替换为Host2的MAC地址，源MAC地址替换为Leaf2网关的MAC地址，转发给Host2。

Host2向Host1发送报文的过程与上述过程相同。