Virtual Routing and Forwarding

一 简介
VRF策略和路由规则配合在Linux网络协议栈中提供了一种创建虚拟路由与转发域地能力。一个典型的例子就是多租户问题，租户有自己地路由表，并且是不同的网关。

进程清晰地知道使用哪个VRF，通过将socket绑定在特定的VRF策略上。数据包通过socket系统调用后，使用与VRF策略关联的路由表发出。VRF策略实现的一个重要特性就是它只影响L3层及以上，所以L2工具(如LLDP)不受影响（即它们不需要在每个VRF中运行）。该设计还支持在VRF策略规则的基础上使用更高优先级的ip规则(策略路由PBR)进行优先引导特定流量。

此外，VRF策略允许将VRF嵌入到命名空间中，例如网络命名空间提供VRF虚拟网络接口层的隔离，命名空间内接口上的vlan提供L2隔离，VRF提供L3隔离。

二 设计
在创建VRF策略时，也会创建出一个虚拟网卡，所以文中的VRF策略与VRF虚拟网卡基本等同。

VRF虚拟网卡的创建会关联一张路由表，然后将实际网络接口或者VLAN等虚拟接口加入到特定的VRF策略，如下图所示:

网络接口收到报文后在IPv4和IPv6协议栈上处理给中会交给VRF虚拟网络接口， 造成一种是数据报文是经过VRF设备的假象(因为VRF是三层隔离，所以在ip-input中修改入接口为VRF虚拟接口)。与之类似，出接口上的路由规则让报文先经过VRF设备，而后再经过实际接口发出。这种实现就支持了tcpdump在VRF虚拟接口上对进出的报文进行tcpdump抓包，同时包括netfilter，tc在内。

[1] 转发的报文不会经过VRF虚拟网卡，因此这种报文无法被tcpdump抓取。------->求证

[2] IPtable在入方向实际接口支持PREROUTINT钩子点，在VRF虚拟接口支持INPUT和PREROUTING。在出方向，不管是实际接口还是VRF虚拟接口，都支持POSTROUTING和OUTPUT。

三 步骤

1. VRF虚拟接口在创建时会关联一张FIB路由表，命令如下

 ip link add vrf-blue type vrf table 10 创建一个虚拟接口并关联一张表

 ip link set dev vrf-blue up 将虚拟接口状态置为UP

1. 通过ip rule show 可知在虚拟网卡创建时，会生成一条策略路由指向l3mdev-table，这条策略路由对所有的VRF生效。用户可以修改这条策略路由的优先级，或者添加针对每个VRF虚拟网卡的策略。

ip rule add oif vrf-blue table 10

1. 设置默认路由

ip route add table 10 unreachable default metric 4278198272

较高的metric 值保证可默认不可达路由可被路由协议生成的路由覆盖。FRR将metric解释为前一个字节表示距离，后面三个字节表示优先级。上述值即为[255/8192]

4,  设置L3接口归属于VRF虚拟接口

    ip link set dev ens6 master vrf-blue

    L3接口的主机路由和直连路由会自动的加入到VRF虚拟接口对应的路由表中，其

它依赖此接口的路由将被丢弃，需要重新加入到VRF接口对应的表中。

5，添加路由到表中

        ip route add table …….

        ip route add vrf vrf-xxx ……….

   

四 应用

     应用在使用VRF时，需要将socket绑定到相应的VRF 虚拟网卡上，或者在发送数据时通过IP_PKTINFO指定出接口信息。

     setsockopt(sd, SOL_SOCKET, SO_BINDTODEVICE, dev, strlen(dev)+1)

      对于没有绑定接口的socket，端口范围就是在默认VRF（全局VRF）中。也就是说当归属于VRF虚拟网口的接口收到报文后，将无法匹配到对应的socket，因为应用程序可能绑定同样的端口。

     TCP和UDP服务运行在默认VRF上下文(即是没有绑定到任何VRF接口上) 可以在所有VRF域中生效通过设置下述选项:

     sysctl –w net.ipv4.tcp_l3mdev_accept = 1

     sysctl –w net.ipv4.udp_l3mdev_accept = 1

     这两个选项在默认情况下是关闭的，因此socket 只会选择对应VRF的报文。与之类似的是原始套接字，为了更好的向后兼容性，默认使能，效果相当于是没有绑定虚拟网口，每次通过IP_PKTINFO指定出接口发送报文。

   

五 使用iproute2 配置VRF

     ip link add dev NAME type vrf table ID

     ip [-d] link show type vrf

     ip -br link show type vrf

     ip link set dev NAME master NAME

     ip link show vrf NAME

     ip [-6] neigh show vrf NAME

     ip addr show vrf NAME

     ip [-6] route show vrf NAME

     ip [-6] route show table ID

     ip link set dev NAME nomaster

 

 

 

 

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