基于三层流量卸载方案的子网路由

本文分享自天翼云开发者社区《基于三层流量卸载方案的子网路由》，作者:l**n 

顾名思义，子网路由是子网级别的。如果子网关联了子网路由，那么会优先查子网路由表中的路由。通过使用子网路由，用户的虚拟私有网络将具备一些高级的功能，比如在VPC中部署集中式防火墙等。 

本文介绍的子网路由功能是基于三层流量卸载方案、通过OpenFlow流表方式来实现的。在介绍子网路由之前，先了解一下东西向三层流量卸载方案。如图1所示，vm1、vm2和vm3分别属于三个不同网段的子网，同属于一个VPC，即三层可通。在卸载之前，同VPC三层流量均需要通过租户网关TGW拉通，导致TGW的流量压力较大，无法满足大客户对于同VPC三层互访流量的需求。

图1 基本组网图 

卸载前同主机跨网段和跨主机跨网段互访流量路径分别如下图2和图3所示。可以发现，不管是同主机还是跨主机，只要是跨网段都需要绕行租户网关。因此，可以考虑对三层东西向流量进行卸载，使它们下沉至OVS，以减轻租户网关的压力。

图2 同主机跨网段互访（卸载前）

图3 跨主机跨网段互访（卸载前）

卸载后的三层互访流量路径分别如图4和5所示。东西向三层流量不再需要绕行租户网关，同主机内的流量在OVS内部完成转发，跨主机的流量直接送至目的虚机所在宿主机，从而实现流量的最短路径转发。

图4 同主机跨网段互访（卸载后）

图5 跨主机跨网段互访（卸载后） 

跨网段路由转发处理过程大致如下：当路由器收到一个IP数据包，路由器就会找出数据包的三层包头中的目的IP地址，然后拿着目的IP地址到自己的路由表中进行查询，找到“最匹配”的路由条目后，将数据包根据路由条目所指示的出接口或者下一跳IP转发出去，这就是IP路由。（当然路由器还会做一些额外的工作：将数据包的三层包头的TTL减一，修改数据包的二层源MAC地址为自己出接口的MAC，修改数据包的二层目的MAC地址为下一跳的MAC）。 

接下来回归主题，介绍一下子网路由。VPC内子网和路由表的关联关系如图6所示，一个子网只能关联一个路由表，一个路由表（只能属于一个VPC）可以被多个子网关联。VPC1内的子网不允许关联属于VPC2的路由表。

图6 VPC内子网和路由表的关联关系

路由表由一系列具体的路由规则（条目）组成，按照类型可分为默认路由表和自定义路由表。默认路由表中包含用于子网之间互通，访问公网的路由规则，以及VPN，专线和云间高速等在创建业务之后同步过来的路由，这些路由属于系统路由，用户不可以删除。在删除自定义路由表时，如果路由表存在关联的子网则不允许删除。在删除子网时，如果子网存在关联的自定义路由表，则不允许删除；如果子网存在关联的默认路由表，则可以删除。

图7 默认路由表和自定义路由表 

如图7所示，在创建VPC时，自动创建默认路由表，一个VPC对应一张默认路由表。VPC内新创建的子网，自动关联所属VPC内的默认路由表。在用户创建了自定义路由表之后，可以将子网换绑到该VPC内已经创建的自定义路由表，以管理和控制子网内虚机的（出方向）流量转发路径。每条路由规则对应OVS上一条路由流表，流表的动作会将源MAC更改为网关MAC，目的MAC更改为下一跳的MAC。