概念
Region：区域或者大区，Region之间相互隔离，实现最大程度的容错能力和稳定性。
Availability Zones：每个区域都有多个相互隔离的位置，称为可用区。当启动实例时，用户可以自己选择一个可用区。如果实例分布在多个可用区且其中的某个实例发生故障，则可对应用程序进行相应设计，以使另一可用区中的实例可代为处理相关请求。简称：AZ
云主机（服务器）：是一种可扩展的计算服务，支持用户自定义一切资源，例如CPU、内存、硬盘、网络、安全等，并可以在需求发生变化时轻松地调整它们。
宿主机：云上的物理服务器，云主机运行的物理载体。
虚拟交换机：宿主机上运行的云网络的虚拟交换机，主要对云网络进行虚拟化，例如实现私有网络VPC、安全组、负载均衡等功能。
云服务网关：主要是实现私有网络VPC和云上的服务互通，例如对象存储、文件系统、数据库等。
公网网关：实现私有网络的VPC的云主机访问公网的能力。
混合云网关：实现云上的私有网络VPC和用户的机房互通。
CCNGW：云联网网关
vSwitch：虚拟交换机
DR：园区交换机
DCI：骨干网
STP（Spanning Tree Protocol）是生成树协议的英文缩写，可应用于计算机网络中树形拓扑结构建立，主要作用是防止网桥网络中的冗余链路形成环路工作。但某些特定因素会导致STP失败，要排除故障可能非常困难，这取决于网络设计 [1] 。生成树协议适合所有厂商的网络设备，在配置上和体现功能强度上有所差别，但是在原理和应用效果是一致的。
IGP（内部网关协议）是在一个自治网络内网关（主机和路由器）间交换路由信息的协议。路由信息能用于网间协议（IP）或者其它网络协议来说明路由传送是如何进行的。IGP协议包括RIP、OSPF、IS-IS、IGRP、EIGRP。
外部网关协议（Exterior Gateway Protocol）是AS之间使用的路由协议，最初于1982年由BBN技术公司的EricC.Rosen及DavidL.Mills提出。其最早在RFC827中描述，并于1984年在RFC904中被正式规范。EGP是一种简单的（网络）可达性协议，其与现代的距离-矢量协议和路径-矢量协议不同，它仅限适用于树状拓扑的网络。
边界网关协议（BGP）是运行于 TCP 上的一种自治系统的路由协议。 BGP 是唯一一个用来处理像因特网大小的网络的协议，也是唯一能够妥善处理好不相关路由域间的多路连接的协议。 BGP 构建在 EGP 的经验之上。 BGP 系统的主要功能是和其他的 BGP 系统交换网络可达信息。网络可达信息包括列出的自治系统（AS）的信息。这些信息有效地构造了 AS 互联的拓扑图并由此清除了路由环路，同时在 AS 级别上可实施策略决策。
软件定义网络 (SDN) ：腾讯云的虚拟化云网络是一种软件定义网络（Software-defined networking，SDN）。软件定义网络 (SDN) 旨在赋予网络灵活性和敏捷性。利用 SDN 设计、构建和管理网络，可以实现控制平面和数据平面的分离，通过直接对控制平面进行编程，并对用于应用和网络服务的底层基础设施进行抽象化。
OpenFlow：一种网络通信协议，能够控制网络设备的转发平面，借此改变数据包所走的网络路径。
腾讯云网络VPC的解决方案
网络虚拟化
拓扑虚拟化
拓扑虚拟化本质上是实现虚拟节点和虚拟链路到物理节点和链路的映射。其中包括“一对一”和“一对多”的映射。“一对一”的映射中，一个虚拟节点将会映射成一个物理节点，同理虚拟链路也是。而在“一对多”的映射中，一个虚拟节点可以映射成由多个连接在一起的物理节点；一条逻辑链路也可能映射成由链接在一起的多条链路。而对于物理节点而言，一个物理节点可以被多个逻辑节点映射。
节点资源虚拟化
节点资源的虚拟化包括对节点Flow tables（流表）、CPU等资源的抽象虚拟化，分配给不同的租户，那么就可以实现不同租户对节点资源使用的分配和限制。
链路资源虚拟化
和节点资源一样，链路资源也是网络中重要的资源，而拓扑抽象并没有规定某些用户可使用的链路资源的多少。所以在进行更细粒度的虚拟化时，有必要对链路资源进行虚拟化，从而实现链路资源的合理分配，可被抽象虚拟化的链路资源包括租户可使用的带宽以及端口的队列资源等等。
网络隔离
网络资源虚拟化仅仅完成了物理资源到虚拟资源的抽象过程，为实现完全的网络虚拟化，还需要对不同的租户提供隔离的网络资源。网络隔离需要对SDN的控制平面和数据平面进行隔离，从而保证不同租户控制器之间互补干扰，不同虚网之间彼此隔离。此外，为了满足用户对地址空间自定义的需求，虚拟化平台还需要对网络地址进行虚拟化。
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云联网（Cloud Connect Network，CCN）用于提供腾讯云VPC间、VPC与本地数据中心间（IDC）内网互联的服务，具备全网多点互联、路由自学习、链路选优及故障快速收敛等能力。云联网覆盖全球20+地域，支持100+Gbps带宽以及最高可达99.99%的可用性，为您轻松构建极速、稳定、安全、灵活的全球互联网络。
0. 为什么需要VLAN
解决LAN的广播域过大问题
1. VLAN是什么，XXX的本质
VLAN的访问链接(Access Link)
1.交换机的端口类型
交换机的端口，可以分为以下两种：
(1)访问链接(Access Link)
静态VLAN——基于端口
动态VLAN
决定端口所属VLAN时利用的信息在OSI中的层面越高，就越适于构建灵活多变的网络。
(1)基于MAC地址的VLAN(MAC Based VLAN)
弊端：基于MAC地址的VLAN，在设定时必须调查所连接的所有计算机的MAC地址并加以登录。而且如果计算机交换了网卡，还是需要更改设定。
(2)基于子网的VLAN(Subnet Based VLAN)
(3)基于用户的VLAN(User Based VLAN)
(2)汇聚链接(Trunk Link)
最简单的方法
解法：自然是在交换机1和交换机2上各设一个红、蓝VLAN专用的接口并互联了。
弊端：这个办法从扩展性和管理效率来看都不好。例如，在现有网络基础上再新建VLAN时，为了让这个VLAN能够互通，就需要在交换机间连接新的网线。建筑物楼层间的纵向布线是比较麻烦的，一般不能由基层管理人员随意进行。并且，VLAN越多，楼层间(严格地说是交换机间)互联所需的端口也越来越多，交换机端口的利用效率低是对资源的一种浪费、也限制了网络的扩展。
基于汇聚链接的解法
A发送的数据帧从交换机1经过汇聚链路到达交换机2时，在数据帧上附加了表示属于红色VLAN的标记。
交换机2收到数据帧后，经过检查VLAN标识发现这个数据帧是属于红色VLAN的，因此去除标记后根据需要将复原的数据帧只转发给其他属于红色VLAN的端口。这时的转送，是指经过确认目标MAC地址并与MAC地址列表比对后只转发给目标MAC地址所连的端口。只有当数据帧是一个广播帧、多播帧或是目标不明的帧时，它才会被转发到所有属于红色VLAN的端口。
弊端：
通过汇聚链路时附加的VLAN识别信息，有可能支持标准的“IEEE 802.1Q”协议，也可能是Cisco产品独有的“ISL(Inter Switch Link)”。如果交换机支持这些规格，那么用户就能够高效率地构筑横跨多台交换机的VLAN。
另外，汇聚链路上流通着多个VLAN的数据，自然负载较重。因此，在设定汇聚链接时，有一个前提就是必须支持100Mbps以上的传输速度。
另外，默认条件下，汇聚链接会转发交换机上存在的所有VLAN的数据。换一个角度看，可以认为汇聚链接(端口)同时属于交换机上所有的VLAN。由于实际应用中很可能并不需要转发所有VLAN的数据，因此为了减轻交换机的负载、也为了减少对带宽的浪费，我们可以通过用户设定限制能够经由汇聚链路互联的VLAN。
VLAN间路由
必要性
根据目前为止学习的知识，我们已经知道两台计算机即使连接在同一台交换机上，只要所属的VLAN不同就无法直接通信。接下来我们将要学习的就是如何在不同的VLAN间进行路由，使分属不同VLAN的主机能够互相通信。
首先，先来复习一下为什么不同VLAN间不通过路由就无法通信。在LAN内的通信，必须在数据帧头中指定通信目标的MAC地址。而为了获取MAC地址，TCP/IP协议下使用的是ARP。ARP解析MAC地址的方法，则是通过广播。也就是说，如果广播报文无法到达，那么就无从解析MAC地址，亦即无法直接通信。
计算机分属不同的VLAN，也就意味着分属不同的广播域，自然收不到彼此的广播报文。因此，属于不同VLAN的计算机之间无法直接互相通信。为了能够在VLAN间通信，需要利用OSI参照模型中更高一层——网络层的信息(IP地址)来进行路由。关于路由的具体内容，以后有机会再详细解说吧。
路由功能，一般主要由路由器提供。但在今天的局域网里，我们也经常利用带有路由功能的交换机——三层交换机(Layer 3 Switch)来实现。接下来就让我们分别看看使用路由器和三层交换机进行VLAN间路由时的情况。
HOW
(1)将路由器与交换机上的每个VLAN分别连接
第二种办法“不论VLAN数目多少，都只用一条网线连接路由器与交换机”呢?当使用一条网线连接路由器与交换机、进行VLAN间路由时，需要用到汇聚链接。
如果采用这个办法，大家应该不难想象它的扩展性很成问题。每增加一个新的VLAN，都需要消耗路由器的端口和交换机上的访问链接，而且还需要重新布设一条网线。而路由器，通常不会带有太多LAN接口的。新建VLAN时，为了对应增加的VLAN所需的端口，就必须将路由器升级成带有多个LAN接口的高端产品，这部分成本、还有重新布线所带来的开销，都使得这种接线法成为一种不受欢迎的办法。
同一VLAN的主机间通信，在交换机内部完成
不同VLAN的主机间通信，借助路由器完成
计算机A从通信目标的IP地址(192.168.2.1)得出C与本机不属于同一个网段。因此会向设定的默认网关(DefaultGateway，GW)转发数据帧。在发送数据帧之前，需要先用ARP获取路由器的MAC地址。
得到路由器的MAC地址R后，接下来就是按图中所示的步骤发送往C去的数据帧。①的数据帧中，目标MAC地址是路由器的地址R、但内含的目标IP地址仍是最终要通信的对象C的地址。这一部分的内容，涉及到局域网内经过路由器转发时的通信步骤，有机会再详细解说吧。
交换机在端口1上收到①的数据帧后，检索MAC地址列表中与端口1同属一个VLAN的表项。由于汇聚链路会被看作属于所有的VLAN，因此这时交换机的端口6也属于被参照对象。这样交换机就知道往MAC地址R发送数据帧，需要经过端口6转发。
从端口6发送数据帧时，由于它是汇聚链接，因此会被附加上VLAN识别信息。由于原先是来自红色VLAN的数据帧，因此如图中②所示，会被加上红色VLAN的识别信息后进入汇聚链路。路由器收到②的数据帧后，确认其VLAN识别信息，由于它是属于红色VLAN的数据帧，因此交由负责红色VLAN的子接口接收。
接着，根据路由器内部的路由表，判断该向哪里中继。
由于目标网络192.168.2.0/24是蓝色VLAN，，且该网络通过子接口与路由器直连，因此只要从负责蓝色VLAN的子接口转发就可以了。这时，数据帧的目标MAC地址被改写成计算机C的目标地址;并且由于需要经过汇聚链路转发，因此被附加了属于蓝色VLAN的识别信息。这就是图中③的数据帧。
交换机收到③的数据帧后，根据VLAN标识信息从MAC地址列表中检索属于蓝色VLAN的表项。由于通信目标——计算机C连接在端口3上、且端口3为普通的访问链接，因此交换机会将数据帧去除VLAN识别信息后(数据帧④)转发给端口3，最终计算机C才能成功地收到这个数据帧。
进行VLAN间通信时，即使通信双方都连接在同一台交换机上，也必须经过：“发送方——交换机——路由器——交换机——接收方”这样一个流程。
三层交换机
1.使用路由器进行VLAN间路由时的问题
现在，我们知道只要能提供VLAN间路由，就能够使分属不同VLAN的计算机互相通信。但是，如果使用路由器进行VLAN间路由的话，随着VLAN之间流量的不断增加，很可能导致路由器成为整个网络的瓶颈。
交换机使用被称为ASIC(ApplicationSpecified Integrated Circuit)的专用硬件芯片处理数据帧的交换操作，在很多机型上都能实现以缆线速度(Wired Speed)交换。而路由器，则基本上是基于软件处理的。即使以缆线速度接收到数据包，也无法在不限速的条件下转发出去，因此会成为速度瓶颈。就VLAN间路由而言，流量会集中到路由器和交换机互联的汇聚链路部分，这一部分尤其特别容易成为速度瓶颈。并且从硬件上看，由于需要分别设置路由器和交换机，在一些空间狭小的环境里可能连设置的场所都成问题。
2.实现原理
在交换机内部加入路由模块，网线连接的通信方式改为硬件内部通信
加速VLAN间通信的手段
1.流(Flow)
根据到此为止的学习，我们已经知道VLAN间路由，必须经过外部的路由器或是三层交换机的内置路由模块。但是，有时并不是所有的数据都需要经过路由器(或路由模块)。
例如，使用FTP(File Transfer Protocol)传输容量为数MB以上的较大的文件时，由于MTU的限制，IP协议会将数据分割成小块后传输、并在接收方重新组合。这些被分割的数据，“发送的目标”是完全相同的。发送目标相同，也就意味着同样的目标IP地址、目标端口号(注：特别强调一下，这里指的是TCP/UDP端口)。自然，源IP地址、源端口号也应该相同。这样一连串的数据流被称为“流”(Flow)。
只要将流最初的数据正确地路由以后，后继的数据理应也会被同样地路由。
据此，后继的数据不再需要路由器进行路由处理;通过省略反复进行的路由操作，可以进一步提高VLAN间路由的速度。
接下来，让我们具体考虑一下该如何使用三层交换机进行高速VLAN间路由。
首先，整个流的第一块数据，照常由交换机转发→路由器路由→再次由交换机转发到目标所连端口。这时，将第一块数据路由的结果记录到缓存里保存下来。需要记录的信息有：
(1)目标IP地址
(2)源IP地址
(3)目标TCP/UDP端口号
(4)源TCP/UDP端口号
(5)接收端口号(交换机)
(6)转发端口号(交换机)
(7)转发目标MAC地址
等等。
同一个流的第二块以后的数据到达交换机后，直接通过查询先前保存在缓存中的信息查出“转发端口号”后就可以转发给目标所连端口了。
这样一来，就不需要再一次次经由内部路由模块中继，而仅凭交换机内部的缓存信息就足以判断应该转发的端口。
这时，交换机会对数据帧进行由路由器中继时相似的处理，例如改写MAC地址、IP包头中的TTL和Check Sum校验码信息等。
三层交换机这么牛B，传统路由器还有存在的必要吗？
传统型路由器存在的意义
1.路由器的必要性
三层交换机的价格，在问世之初非常昂贵，但是现在它们的价格已经下降了许多。目前国外一些廉价机型的售价，折合成人民币后仅为一万多元，而且还在继续下降中。
既然三层交换机能够提供比传统型路由器更为高速的路由处理，那么网络中还有使用路由器的必要吗?
答案是：“是”。
使用路由器的必要性，主要表现在以下几个方面：
(1)用于与WAN连接
三层交换机终究是“交换机”。也就是说，绝大多数机型只配有LAN(以太网)接口。在少数高端交换机上也有用于连接WAN的串行接口或是ATM接口，但在大多数情况下，连接WAN还是需要用到路由器。
(2)保证网络安全
在三层交换机上，通过数据包过滤也能确保一定程度的网络安全。但是使用路由器所提供的各种网络安全功能，用户可以构建更为安全可靠的网络。
路由器提供的网络安全功能中，除了最基本的数据包过滤功能外，还能基于IPSec构建VPN(VirtualPrivate Network)、利用RADIUS进行用户认证等等。
(3)支持除TCP/IP以外的异构网络架构
尽管TCP/IP已经成为当前网络协议架构的主流，但还有不少网络利用Novell Netware下的IPX/SPX或Macintosh下的AppleTalk等网络协议。三层交换机中，除了部分高端机型外基本上还只支持TCP/IP。因此，在需要使用除TCP/IP之外其他网络协议的环境下，路由器还是必不可少的。
注：在少数高端交换机上，也能支持上述路由器的功能。例如Cisco的Catalyst 6500系列，就可以选择与WAN连接的接口模块;还有可选的基于IPSec实现VPN的模块;并且也能支持TCP/IP以外的其他网络协议。
路由器和交换机配合构建LAN的实例
服务器虚拟化技术普及带来新的挑战
服务器虚拟化技术的广泛部署，极大地增加了数据中心的计算密度；同时，为了实现业务的灵活变更，虚拟机VM（Virtual Machine）需要能够在网络中不受限迁移，这给传统的“二层+三层”数据中心网络带来了新的挑战。
虚拟机规模受设备表项规格限制：服务器虚拟化后，VM的数量比原有的物理机发生了数量级的增长，而接入侧二层设备的MAC地址表规格较小，无法满足快速增长的VM数量。
虚拟机迁移范围受限：虚拟机迁移是指将虚拟机从一个物理机迁移到另一个物理机。为了保证虚拟机迁移过程中业务不中断，则需要保证虚拟机的IP地址保持不变，这就要求虚拟机迁移必须发生在一个二层网络中。而传统的二层网络，将虚拟机迁移限制在了一个较小的局部范围内。
网络隔离能力限制：VLAN作为当前主流的网络隔离技术，在标准定义中只有12比特，因此可用的VLAN数量仅4096个。对于公有云或其它大型虚拟化云计算服务这种动辄上万甚至更多租户的场景而言，VLAN的隔离能力无法满足。
