浅谈Underlay网络和Overlay网络
天对地，雨对风，大陆对长空。
i对you，he对she，this对that。
文档君发现人们总是那么聪明，能慧眼识别不同事物中的相对的东西。
这不，通信网络里，也存在这么一对：
underlay网络和overlay网络
今天，和文档君一起学习一下吧。
01underlay&overlay
underlay网络
顾名思义，underlay网络是overlay网络的底层物理基础，它可以是由多个类型设备互联而成的物理网络，负责网络之间的数据包传输。
一个典型的underlay网络中，可互联的设备包括多种类型交换机、路由器、负载均衡设备、防火墙等。
互联的设备通过osi七层模型中网络层中的路由协议、数据链路层中的传输协议来确保之间ip的连通性。
然而，由于网络设备对数据包的转发都是基于硬件，导致underlay网络在这些方面，可能会遇到瓶颈：
传输路径不易修改、不够灵活，业务变动时需修改现有底层网络，耗时耗力。
不能提供完善的安全传输。
底层协议错综复杂，无法良好地实现功能兼容。
转发路径繁琐，不利于实现网络资源的按需分配。
overlay网络
为了摆脱underlay网络的限制，overlay网络应运而生。
overlay又叫叠加网络、覆盖网络，简单理解就是把一个虚拟逻辑网络建立在一个实体网络之上。
通过网络虚拟化技术，在同一张underlay网络上可以构建出一张或者多张虚拟的逻辑网络。
overlay实现了控制平面与物理承载网络的分离，具有以下两个特点：
不同的overlay网络，共享underlay网络中的设备和线路。
overlay网络中的业务与underlay网络中的物理组网和互联技术相互解耦。
上图展示了overlay网络的三类核心元素：
边缘设备
与虚拟网络直接关联的网络设备，数据报文的封装/解封场所，同时它也是形成虚拟网络的物理节点，如物理交换机（必须是支持overlay协议的交换机）。
控制平面
框架当中的虚拟实体，负责虚拟网络传输当中的服务发现、地址通告和映射、虚拟网络通道建立和维护等。
数据平面
框架当中的虚拟实体，主要负责数据报文在虚拟层的转发。
那么，overlay网络与underlay网络具体有哪些区别呢？
一张表，文档君与大家一探究竟。
02overlay网络的两大解决方案
说到overlay网络，就不得不提一下overlay网络的两大解决方案——数据中心overlay和 sd-wan （software defined wide area network， 软件定义的广域网）。
数据中心overlay
数据中心采用spine-leaf架构构建underlay网络，通过vxlan技术构建互联的overlay网络，业务报文运行在vxlan overlay网络上，实现了与物理承载网络的解耦。
spine-leaf架构中，leaf与spine全连接，采用ecmp（equal-cost multipath routing，等价多路径路由），提高了网络的可用性。
leaf节点作为网络功能接入节点，提供underlay网络中各种网络设备接入vxlan网络功能，同时也作为overlay网络的边缘设备承担vtep（vxlan tunnel endpoint，vxlan隧道端点）的角色。
spine节点即骨干节点，是数据中心网络的核心节点，提供高速ip转发功能，通过高速接口连接各个功能leaf节点。
通过overlay技术，可以在对物理网络不做任何改造的情况下，通过隧道技术在现有的物理网络上创建了一个或多个逻辑网络。
有效解决了物理数据中心存在的传输路径不易修改、不利于实现网络资源的按需分配等诸多问题，实现了数据中心的自动化和智能化。
sd-wan
sd-wan的underlay网络基于广域网，通过混合链路的方式达成 总部站点 、 分支站点 、云网站点之间的互联。
sd-wan的网络主要由cpe（customer premise equipment，无线终端接入设备）设备构成，其中cpe又分为edge和gw两种类型。
edge：是sd-wan站点的出口设备。
gw：是连接sd-wan站点和其他网络（如传统vpn）的网关设备。
在sd-wan网络中，相互连接的sd-wan边缘设备之间建立隧道，对传输的数据包进行封装，添加新的ip头部和隧道头部，并将内部ip头与mpls（multi-protocol label switching，多协议标签交换）域隔离，mpls转发基于外部ip头进行。
当数据包到达其目的地，sd-wan边缘设备对数据包解封，得到的是原始 ip 数据包。
通过搭建overlay网络的逻辑拓扑，可以完成不同场景下的互联需求。
例如，根据企业网络规模、中心站点数量、站点间互访需求可以搭建出多个不同类型的overlay网络：hub-spoke，full-mesh，分层组网，多hub组网，pop组网等。
03总结
overlay网络有着各种网络协议和标准，包括vxlan、nvgre、stt、gre、nvo3、evpn，它具有以下优点：
使用加密技术可以保护私密流量在互联网上的通信。
流量传输不依赖特定线路。overlay网络使用隧道技术，可以灵活选择不同的底层链路，使用多种方式保证流量的稳定传输。
支持多路径转发。在overlay网络中，流量从源传输到目的可通过多条路径，从而实现负载分担，最大化利用线路的带宽。
支持网络切片与网络分段。将不同的业务分割开来，可以实现网络资源的最优分配。
然而，任何事物都不可能是百分百完美的， overlay技术也是一样。
性能方面，数据包的再次封装和解封带来的传输性能上的延时。
管理和维护成本方面，企业it环境当中，各种类型的应用的存在，使得overlay网络需要额外的管理和维护工作。
具有处理±VCC信号能力的微型、双路SPDT开关芯片IC
ka3842好坏判断
AI和机器学习应用需求疯涨或使GDDR内存供应短缺
如何通过机器学习来理解情绪划分，保持积极心态
如何通过函数ioctl了解 Vxworks系统详细资料讲解
浅谈Underlay网络和Overlay网络
LTC1645热插拔控制电路工作原理
为NVIDIA MLPerf Training v2.0性能提供动力的全堆栈优化
霍尼韦尔为对抗新冠疫情而推出数字体温筛查系统
Linux configfs的内部机制介绍
人工智能革命生存指南
佳能EOS 200D最新消息：流出白色和银色款 将于佳能6D2一起发布
智能电视的未来？拼硬件始终不是长久之计
我国锂电池出口业务受全球疫情冲击 将影响一季度海外业务收入
Micro LED直显技术已经开始引领新一代消费浪潮
在制药公司中使用人工智能可以帮助提供更好的诊断
基于TensorFlow Lite的几项技术更新
IBM研制出新型人工智能芯片是什么样子
中小河流水文监测系统是什么，它有哪些特点
苹果iPhone 5港版今日开售 iphone5水货北京今晚可到
i对you，he对she，this对that。
文档君发现人们总是那么聪明，能慧眼识别不同事物中的相对的东西。
这不，通信网络里，也存在这么一对：
underlay网络和overlay网络
今天，和文档君一起学习一下吧。
01underlay&overlay
underlay网络
顾名思义，underlay网络是overlay网络的底层物理基础，它可以是由多个类型设备互联而成的物理网络，负责网络之间的数据包传输。
一个典型的underlay网络中，可互联的设备包括多种类型交换机、路由器、负载均衡设备、防火墙等。
互联的设备通过osi七层模型中网络层中的路由协议、数据链路层中的传输协议来确保之间ip的连通性。
然而，由于网络设备对数据包的转发都是基于硬件，导致underlay网络在这些方面，可能会遇到瓶颈：
传输路径不易修改、不够灵活，业务变动时需修改现有底层网络，耗时耗力。
不能提供完善的安全传输。
底层协议错综复杂，无法良好地实现功能兼容。
转发路径繁琐，不利于实现网络资源的按需分配。
overlay网络
为了摆脱underlay网络的限制，overlay网络应运而生。
overlay又叫叠加网络、覆盖网络，简单理解就是把一个虚拟逻辑网络建立在一个实体网络之上。
通过网络虚拟化技术，在同一张underlay网络上可以构建出一张或者多张虚拟的逻辑网络。
overlay实现了控制平面与物理承载网络的分离，具有以下两个特点：
不同的overlay网络，共享underlay网络中的设备和线路。
overlay网络中的业务与underlay网络中的物理组网和互联技术相互解耦。
上图展示了overlay网络的三类核心元素：
边缘设备
与虚拟网络直接关联的网络设备，数据报文的封装/解封场所，同时它也是形成虚拟网络的物理节点，如物理交换机（必须是支持overlay协议的交换机）。
控制平面
框架当中的虚拟实体，负责虚拟网络传输当中的服务发现、地址通告和映射、虚拟网络通道建立和维护等。
数据平面
框架当中的虚拟实体，主要负责数据报文在虚拟层的转发。
那么，overlay网络与underlay网络具体有哪些区别呢？
一张表，文档君与大家一探究竟。
02overlay网络的两大解决方案
说到overlay网络，就不得不提一下overlay网络的两大解决方案——数据中心overlay和 sd-wan （software defined wide area network， 软件定义的广域网）。
数据中心overlay
数据中心采用spine-leaf架构构建underlay网络，通过vxlan技术构建互联的overlay网络，业务报文运行在vxlan overlay网络上，实现了与物理承载网络的解耦。
spine-leaf架构中，leaf与spine全连接，采用ecmp（equal-cost multipath routing，等价多路径路由），提高了网络的可用性。
leaf节点作为网络功能接入节点，提供underlay网络中各种网络设备接入vxlan网络功能，同时也作为overlay网络的边缘设备承担vtep（vxlan tunnel endpoint，vxlan隧道端点）的角色。
spine节点即骨干节点，是数据中心网络的核心节点，提供高速ip转发功能，通过高速接口连接各个功能leaf节点。
通过overlay技术，可以在对物理网络不做任何改造的情况下，通过隧道技术在现有的物理网络上创建了一个或多个逻辑网络。
有效解决了物理数据中心存在的传输路径不易修改、不利于实现网络资源的按需分配等诸多问题，实现了数据中心的自动化和智能化。
sd-wan
sd-wan的underlay网络基于广域网，通过混合链路的方式达成 总部站点 、 分支站点 、云网站点之间的互联。
sd-wan的网络主要由cpe（customer premise equipment，无线终端接入设备）设备构成，其中cpe又分为edge和gw两种类型。
edge：是sd-wan站点的出口设备。
gw：是连接sd-wan站点和其他网络（如传统vpn）的网关设备。
在sd-wan网络中，相互连接的sd-wan边缘设备之间建立隧道，对传输的数据包进行封装，添加新的ip头部和隧道头部，并将内部ip头与mpls（multi-protocol label switching，多协议标签交换）域隔离，mpls转发基于外部ip头进行。
当数据包到达其目的地，sd-wan边缘设备对数据包解封，得到的是原始 ip 数据包。
通过搭建overlay网络的逻辑拓扑，可以完成不同场景下的互联需求。
例如，根据企业网络规模、中心站点数量、站点间互访需求可以搭建出多个不同类型的overlay网络：hub-spoke，full-mesh，分层组网，多hub组网，pop组网等。
03总结
overlay网络有着各种网络协议和标准，包括vxlan、nvgre、stt、gre、nvo3、evpn，它具有以下优点：
使用加密技术可以保护私密流量在互联网上的通信。
流量传输不依赖特定线路。overlay网络使用隧道技术，可以灵活选择不同的底层链路，使用多种方式保证流量的稳定传输。
支持多路径转发。在overlay网络中，流量从源传输到目的可通过多条路径，从而实现负载分担，最大化利用线路的带宽。
支持网络切片与网络分段。将不同的业务分割开来，可以实现网络资源的最优分配。
然而，任何事物都不可能是百分百完美的， overlay技术也是一样。
性能方面，数据包的再次封装和解封带来的传输性能上的延时。
管理和维护成本方面，企业it环境当中，各种类型的应用的存在，使得overlay网络需要额外的管理和维护工作。
具有处理±VCC信号能力的微型、双路SPDT开关芯片IC
ka3842好坏判断
AI和机器学习应用需求疯涨或使GDDR内存供应短缺
如何通过机器学习来理解情绪划分，保持积极心态
如何通过函数ioctl了解 Vxworks系统详细资料讲解
浅谈Underlay网络和Overlay网络
LTC1645热插拔控制电路工作原理
为NVIDIA MLPerf Training v2.0性能提供动力的全堆栈优化
霍尼韦尔为对抗新冠疫情而推出数字体温筛查系统
Linux configfs的内部机制介绍
人工智能革命生存指南
佳能EOS 200D最新消息：流出白色和银色款 将于佳能6D2一起发布
智能电视的未来？拼硬件始终不是长久之计
我国锂电池出口业务受全球疫情冲击 将影响一季度海外业务收入
Micro LED直显技术已经开始引领新一代消费浪潮
在制药公司中使用人工智能可以帮助提供更好的诊断
基于TensorFlow Lite的几项技术更新
IBM研制出新型人工智能芯片是什么样子
中小河流水文监测系统是什么，它有哪些特点
苹果iPhone 5港版今日开售 iphone5水货北京今晚可到