VMware NSX內的邏輯路由器藉由在Kernel內運作，能夠達成東西向傳輸路徑的最佳化，這是現行的硬體網路架構設定所無法企及的，藉由學理的探討及實例的推論，大家應該就能夠明白箇中的奧妙。
本期文章希望和大家討論兩件事情。上個月在NSX投稿內，曾經強調過一個問題：現行的硬體網路架構設定，無法達成資料中心內的網路傳輸路徑最優化，而NSX內的邏輯分散式路由器（Logical Distributed Router，後續簡稱LDR或邏輯路由器）藉由在Kernel內運作，則能夠達成東西向傳輸路徑的最佳化。
在此討論一下：如果要達成東西向傳輸路徑優化，那麼必須能讓各個虛擬機器在互相溝通的時候，無論是在同一網段或不同網段都要做到以下幾件事情：
·若兩個VM位在同一台伺服器上，就直接於此台伺服器的記憶體內進行封包交換。
·若兩個VM位在同一個機箱內的兩台刀鋒伺服器上，封包交換應該要在此機箱的Inter-Connect Switch進行。
·在同一個機櫃內的兩台不同伺服器上，封包交換最多應該走到機櫃的ToR（Top-of-Rack）交換器進行。
·僅有在兩個不同機櫃的不同伺服器上，封包交換才需要透過核心交換器。
利用圖1更進一步討論：左邊是很典型目前虛擬環境搭配實體網路設備的狀況，當有兩個虛機位於同一個刀鋒伺服器且位於不同網段，在兩個虛機要互相溝通時：
 |
| ▲圖1 現行實體網路架構內，不同網段間的VM傳輸，都得送到核心交換器進行。 |
·Routing不能在Virtual Switch內發生，因為無論是Standard vSwitch/Distributed vSwitch/1000v或其他廠商的虛擬交換機，都僅有L2交換的功能，不具備路由功能。
·Routing不能在機箱內的Inter-Connect Switch發生，因為絕大部分刀鋒伺服器機箱的交換器都僅有L2的功能。
·封包必須要往外送到支援L3的設備，一般來說至少是Top-of-Rack L3 Switch，或甚至是核心交換器，才能做到網段的路由轉換。
而圖1右圖的狀況當然也相同。在這樣的架構裡面，希望的傳輸優化是VM間的封包即使要經過Routing，應該要在同一個vSphere Host上就進行路由交換，或於兩台vSphere Host連接的最近交換器上進行。
虛擬路由器無法滿足路徑優化需求
如果採用虛擬路由器，例如vCNS內的Edge Gateway或是很多網路廠商推動的VNF虛擬化路由器，就能解決這樣的問題嗎？當然也沒辦法，反而同樣可能會有所謂的Hair-pin Traffic。
如圖2所示，同樣在vSphere Host上的兩個VM，位於不同網段，要互相溝通時，該如何運作？
 |
| ▲圖2 虛擬路由器，如Edge Service Gateway或VM-based NFV方案，無法滿足路徑優化的需求。 |
圖2內的路徑是類似以下幾個步驟所描述的：
當VM-A要與VM-B溝通，因為兩個VM是位於不同的網段內，VM-A送出封包到同樣實線網段的Default Gateway（On Edge Service Gateway，ESG）。
藉由NSX內邏輯交換器的機制（如前述文章內描述），vSphere Host透過VXLAN封裝VM-A送出的原始Ethernet Frame，傳送至ESG所在的Host。
在目的地Host VXLAN解封裝，將原始Ethernet Frame送到ESG。ESG利用自己的本機路由表進行封包轉送，將封包由實線網段轉送至虛線網段。於虛線網段內，透過ARP等機制確認VM-B的MAC地址，ESG發出Ethernet Frame將原封包往VM-B送出。