メインコンテンツまでスキップ

5. VXLAN Frame Format (VXLANフレームフォーマット)

VXLANフレームフォーマットを以下に示します。フレームの下から解析すると、外部フレームチェックシーケンス (Frame Check Sequence, FCS) の上に、送信元、宛先MACアドレスとイーサネットタイプを含む独自のイーサネットヘッダーを持つ内部MACフレームと、オプションのVLANがあります。内部VLANタグ処理の詳細については、セクション6を参照してください。

内部MACフレームは、以下の4つのヘッダーでカプセル化されます (最も内側のヘッダーから開始):

VXLAN Header (VXLANヘッダー): これは8バイトのフィールドで、以下を含みます:

  • Flags (フラグ, 8ビット): 有効なVXLANネットワークID (VNI) に対してIフラグを1に設定しなければなりません (MUST)。他の7ビット ("R"と指定) は予約フィールドであり、送信時にゼロに設定しなければならず (MUST)、受信時には無視されます。

  • VXLAN Segment ID/VXLAN Network Identifier (VNI) (VXLANセグメントID/VXLANネットワーク識別子): これは、通信するVMが配置されている個々のVXLANオーバーレイネットワークを指定するために使用される24ビット値です。異なるVXLANオーバーレイネットワーク内のVMは相互に通信できません。

  • Reserved fields (予約フィールド, 24ビットと8ビット): 送信時にゼロに設定しなければならず (MUST)、受信時には無視されます。

Outer UDP Header (外部UDPヘッダー): これは、VTEPによって提供される送信元ポートと、よく知られたUDPポートである宛先ポートを持つ外部UDPヘッダーです。

  • Destination Port (宛先ポート): IANAはVXLAN UDPポートに値4789を割り当てており、この値をデフォルトで宛先UDPポートとして使用すべきです (SHOULD)。VXLANの初期実装の一部は、宛先ポートに他の値を使用していました。これらの実装との相互運用性を可能にするため、宛先ポートは設定可能であるべきです (SHOULD)。

  • Source Port (送信元ポート): UDPソースポート番号は、内部パケットのフィールドのハッシュを使用して計算することが推奨されます (RECOMMENDED) -- 例えば、内部イーサネットフレームのヘッダーのハッシュです。これは、VXLANオーバーレイを介したVM間トラフィックのECMP/負荷分散のためのエントロピーのレベルを可能にするためです。この方法でUDP送信元ポート番号を計算する場合、値は動的/プライベートポート範囲49152-65535 [RFC6335] 内であることが推奨されます (RECOMMENDED)。

  • UDP Checksum (UDPチェックサム): ゼロとして送信すべきです (SHOULD)。UDPチェックサムがゼロのパケットを受信した場合、デカプセル化のために受け入れなければなりません (MUST)。オプションとして、カプセル化エンドポイントが非ゼロのUDPチェックサムを含む場合、IPヘッダー、UDPヘッダー、VXLANヘッダー、およびカプセル化されたMACフレームを含むパケット全体にわたって正しく計算しなければなりません (MUST)。デカプセル化エンドポイントが非ゼロのチェックサムを持つパケットを受信した場合、チェックサム値を検証することを選択してもかまいません (MAY)。そのような検証を実行することを選択し、検証が失敗した場合、パケットを破棄しなければなりません (MUST)。デカプセル化宛先が検証を実行しないことを選択した場合、または正常に実行した場合、パケットはデカプセル化のために受け入れなければなりません (MUST)。

Outer IP Header (外部IPヘッダー): これは、通信VM (内部送信元MACアドレスで表される) が実行されているVTEPのIPアドレスを示す送信元IPアドレスを持つ外部IPヘッダーです。宛先IPアドレスは、ユニキャストまたはマルチキャストIPアドレスである可能性があります (セクション4.1および4.2を参照)。ユニキャストIPアドレスの場合、内部宛先MACアドレスで表される通信VMを接続するVTEPのIPアドレスを表します。マルチキャスト宛先IPアドレスについては、セクション4.2で詳述されているシナリオを参照してください。

Outer Ethernet Header (外部イーサネットヘッダー, 例): 図1は、外部イーサネット + IP + UDP + VXLANヘッダー内にカプセル化された内部イーサネットフレームの例です。このフレームの外部宛先MACアドレスは、ターゲットVTEPのアドレスまたは中間レイヤ3ルーターのアドレスである可能性があります。外部VLANタグはオプションです。存在する場合、LAN上のVXLANトラフィックを区切るために使用できます。

 0                   1                   2                   3
 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1

Outer Ethernet Header:
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|             Outer Destination MAC Address                     |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Outer Destination MAC Address | Outer Source MAC Address      |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                Outer Source MAC Address                       |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|OptnlEthtype = C-Tag 802.1Q    | Outer.VLAN Tag Information    |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Ethertype = 0x0800            |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

Outer IPv4 Header:
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|Version|  IHL  |Type of Service|          Total Length         |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|         Identification        |Flags|      Fragment Offset    |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|  Time to Live |Protocl=17(UDP)|   Header Checksum             |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                       Outer Source IPv4 Address               |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                   Outer Destination IPv4 Address              |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

Outer UDP Header:
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|           Source Port         |       Dest Port = VXLAN Port  |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|           UDP Length          |        UDP Checksum           |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

VXLAN Header:
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|R|R|R|R|I|R|R|R|            Reserved                           |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                VXLAN Network Identifier (VNI) |   Reserved    |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

Inner Ethernet Header:
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|             Inner Destination MAC Address                     |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Inner Destination MAC Address | Inner Source MAC Address      |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                Inner Source MAC Address                       |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|OptnlEthtype = C-Tag 802.1Q    | Inner.VLAN Tag Information    |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

Payload:
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Ethertype of Original Payload |                               |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+                               |
|                                  Original Ethernet Payload    |
|                                                               |
|(Note that the original Ethernet Frame's FCS is not included)  |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

Frame Check Sequence:
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|   New FCS (Frame Check Sequence) for Outer Ethernet Frame     |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

         図1: IPv4外部ヘッダーを持つVXLANフレームフォーマット

上記のフレームフォーマットは、IPv4を使用した転送によるイーサネットフレームのトンネリングを示しています。IPv6転送を使用したVXLANの使用を以下に詳述します。

 0                   1                   2                   3
 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1

Outer Ethernet Header:
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|             Outer Destination MAC Address                     |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Outer Destination MAC Address | Outer Source MAC Address      |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                Outer Source MAC Address                       |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|OptnlEthtype = C-Tag 802.1Q    | Outer.VLAN Tag Information    |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Ethertype = 0x86DD            |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

Outer IPv6 Header:
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|Version| Traffic Class |           Flow Label                  |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|         Payload Length        | NxtHdr=17(UDP)|   Hop Limit   |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                                                               |
+                                                               +
|                                                               |
+                     Outer Source IPv6 Address                 +
|                                                               |
+                                                               +
|                                                               |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                                                               |
+                                                               +
|                                                               |
+                  Outer Destination IPv6 Address               +
|                                                               |
+                                                               +
|                                                               |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

Outer UDP Header:
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|           Source Port         |       Dest Port = VXLAN Port  |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|           UDP Length          |        UDP Checksum           |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

VXLAN Header:
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|R|R|R|R|I|R|R|R|            Reserved                           |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                VXLAN Network Identifier (VNI) |   Reserved    |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

Inner Ethernet Header:
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|             Inner Destination MAC Address                     |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Inner Destination MAC Address | Inner Source MAC Address      |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                Inner Source MAC Address                       |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|OptnlEthtype = C-Tag 802.1Q    | Inner.VLAN Tag Information    |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

Payload:
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Ethertype of Original Payload |                               |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+                               |
|                                  Original Ethernet Payload    |
|                                                               |
|(Note that the original Ethernet Frame's FCS is not included)  |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

Frame Check Sequence:
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|   New FCS (Frame Check Sequence) for Outer Ethernet Frame     |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

         図2: IPv6外部ヘッダーを持つVXLANフレームフォーマット
に最終更新