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Underlay与Overlay有什么区别和联系
什么是Underlay？
Underlay是现实的物理基础层网络设备。数据中心基础转发架构的网络。
以太网最初设计的时候就是一个分布式的网络架构，没有中心控制节点，网络中的节点通过协议传递学习网络的可达性信息。
Underlay就是数据中心场景的基础物理设施，保证任何两个点路由可达，其中包含了传统的网络技术。
在数据中心强劲生长、快速演变的今天，网络面临种种挑战：
- 二层网络范围受限，虚拟机迁移不灵活；
- 数据中心交换机地址表项不够；
- 数据中心网络的多租户隔离能力不足。
应对这些挑战，Overlay技术可以实现：
- 在三层网络中实现二层网络的扩展，路由方式传输，网络架构范围不受限，具备大规模扩展能力，虚拟机迁移不再被限制在 一个较小的局部范围内。
- 在三层网络中实现二层网络的扩展，多采用三层互联方式，交换机仅仅需要维护一张本地的MAC地址表，极大降低了承 载网络对MAC 地址表项的需求。
- 扩展隔离标识的位数，从12bit到24bit，支持多达16M的用户标识，充分满足当下和未来数据中心多租户的网络隔离能力。
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什么是Overlay？
Overlay是一个基于物理网络之上构建的逻辑网络，是在网络技术领域指的是一种网络架构上叠加的虚拟化技术模式，Overlay网络也是一个网络，不过是建立在Underlay网络之上的网络。
Overlay网络节点通过虚拟或者逻辑链路进行通信，其实现基于ip技术的基础网络为主。Overlay网络技术多种多样，一般采用TRILL、VxLan、GRE、NVGRE等隧道技术。
Overlay主流技术对比
Underlay与Overlay的联系
Overlay的实现依赖于Underlay网络，它使用Underlay网络进行数据包的传输。Overlay网络通过在Underlay网络上部署虚拟化设备和服务，实现了对网络流量的控制、管理和优化。
通过Overlay技术，可以在Underlay网络上构建多个逻辑网络，实现不同网络需求之间的隔离和灵活性，并且可以提供更多高级的网络功能，如虚拟专用网络（VPN）、负载均衡等。
Underlay与Overlay的区别
Underlay是底层承载网，Overlay是基于底层网络互联互通的基础上加上隧道技术去构建一个虚拟的网络，例如VPN隧道组成的网络就是Overlay网络。
Underlay的核心是底层网络，Overlay的核心是上层的打隧道（tunnel）。
| 对比项 | Underlay网络 | Overlay网络 |
|---|---|---|
| 数据传输 | 通过网络设备例如路由器、交换机进行传输 | 沿着节点间的虚拟链路进行传输 |
| 包封装和开销 | 发生在网络的二层和三层 | 需要跨源和目的封装数据包，产生额外的开销 |
| 报文控制 | 面向硬件 | 面向软件 |
| 部署时间 | 上线新服务涉及大量配置，耗时多 | 只需更改虚拟网络中的拓扑结构，可快速部署 |
| 多路径转发 | 因为可扩展性低，所以需要使用多路径转发，而这会产生更多的开销和网络复杂度 | 支持虚拟网络内的多路径转发 |
| 扩展性 | 底层网络一旦搭建好，新增设备较为困难，可扩展性差 | 扩展性强，例如VLAN最多可支持4096个标识符，而VXLAN则提供多达1600万个标识符 |
| 协议 | 以太网交换、VLAN、路由协议（OSPF、IS-IS、BGP等） | VXLAN、NVGRE、SST、GRE、NVO3、EVPN |
| 多租户管理 | 需要使用基于NAT或者VRF的隔离，这在大型网络中是个巨大的挑战 | 能够管理多个租户之间的重叠IP地址 |
总结
Underlay网络是底层的物理网络基础设施，而Overlay网络是在底层网络之上创建的虚拟网络。Overlay网络提供了额外的功能和服务，如VPN、VLAN、SDN和云计算中的虚拟化网络。通过Overlay网络，可以实现更好的网络管理、安全性、隔离性和性能优化。
