Overlay与Vagrant配合使用的实践指南

一、基础概念梳理

Overlay网络是一种在现有物理网络（Underlay）之上构建的虚拟网络，通过隧道技术（如VXLAN）将二层/三层数据封装在IP报文中，实现跨物理主机的虚拟机或容器通信。其核心组件包括：

• VTEP（VXLAN Tunnel Endpoint）：隧道端点，负责数据的封装与解封装（通常位于宿主机或虚拟机上）；
• VNI（VXLAN Network Identifier）：类似VLAN ID的隔离标识，支持千万级虚拟网络分段；
• 控制平面：负责隧道建立与主机可达性通告（如etcd、Consul）。

Vagrant是一款轻量级虚拟机管理工具，通过配置文件（Vagrantfile）快速创建、配置多台虚拟机，常用于开发环境的搭建与测试。两者结合的核心场景是：在Vagrant管理的多台虚拟机上部署Overlay网络，实现虚拟机或容器间的跨主机通信。

二、配合使用的关键步骤

1. 准备Vagrant环境

首先，通过Vagrant创建多台虚拟机（如node-1、node-2），并确保它们处于同一物理网络（如通过路由器分配IP）。示例Vagrantfile配置：

Vagrant.configure("2") do |config|
  config.vm.define "node-1" do |node|
    node.vm.box = "centos/7"
    node.vm.network "private_network", ip: "192.168.2.15"
  end
  config.vm.define "node-2" do |node|
    node.vm.box = "centos/7"
    node.vm.network "private_network", ip: "192.168.2.16"
  end
end

执行vagrant up启动虚拟机，通过vagrant ssh node-1进入节点，验证网络连通性（ping 192.168.2.16）。

2. 部署Overlay控制平面

Overlay网络需要控制平面维护主机可达性与隧道信息，常用工具为etcd（分布式键值存储）。在node-1上安装并配置etcd：

# 下载并解压etcd
wget https://github.com/etcd-io/etcd/releases/download/v3.3.12/etcd-v3.3.12-linux-amd64.tar.gz
tar -xvf etcd-v3.3.12-linux-amd64.tar.gz
sudo mv etcd-v3.3.12-linux-amd64/etcd* /usr/local/bin/

# 启动etcd服务
sudo systemctl start etcd
sudo systemctl enable etcd

通过etcdctl设置集群信息（如节点角色）：

etcdctl put /overlay/nodes/node-1 '{
"ip":"192.168.2.15","role":"master"}
'
etcdctl put /overlay/nodes/node-2 '{
"ip":"192.168.2.16","role":"worker"}
'

3. 配置VXLAN隧道（Overlay数据平面）

在每台虚拟机上创建VXLAN接口（以node-1为例），并关联etcd中的控制信息：

# 添加VXLAN接口（VNI=1024，远程VTEP=192.168.2.16，本地接口=enp0s8）
sudo ip link add vxlan0 type vxlan id 1024 dstport 4789 remote 192.168.2.16 dev enp0s8

# 为VXLAN接口分配IP（Overlay网络段，如10.100.1.0/24）
sudo ip addr add 10.100.1.15/24 dev vxlan0

# 启动接口
sudo ip link set vxlan0 up

重复上述步骤在node-2上创建VXLAN接口（远程VTEP改为192.168.2.15），确保两端隧道互通。

4. 测试Overlay网络连通性

在node-1的Overlay网络中添加路由，指向10.100.1.0/24网段：

sudo ip route add 10.100.1.0/24 dev vxlan0

通过ping或curl测试跨主机通信（如在node-1上ping 10.100.1.16，或在容器中访问另一节点的容器IP）。

5. 结合容器平台（如Docker）使用

若需在Overlay网络上运行容器，需配置Docker使用Overlay网络驱动。以node-1为例：

# 修改Docker配置文件（/etc/docker/daemon.json），添加etcd配置
echo '{

  "cluster-store": "etcd://192.168.2.15:2379",
  "cluster-advertise": "192.168.2.15:2375"
}
    ' | sudo tee /etc/docker/daemon.json

# 重启Docker服务
sudo systemctl restart docker

# 创建Overlay网络（名称为overlay-net）
docker network create -d overlay overlay-net

在overlay-net网络中启动容器（如flask-app、redis），容器将自动通过Overlay隧道通信。

三、注意事项

1. 物理网络要求：承载网络需支持IP转发（sudo sysctl -w net.ipv4.ip_forward=1），并允许UDP 4789端口（VXLAN默认端口）通信；
2. etcd高可用：生产环境中需部署etcd集群（至少3节点），避免单点故障；
3. VXLAN性能：封装/解封装会增加CPU开销，建议在虚拟机上开启SR-IOV或使用高性能网卡；
4. Vagrant网络配置：确保虚拟机的私有网络IP不冲突，且路由器允许ARP广播（若需跨子网通信，需配置静态路由）。

通过以上步骤，可实现Vagrant管理的虚拟机与Overlay网络的配合使用，满足跨主机容器/虚拟机通信的需求。

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