VPC是什么，VPC能做什么，VPC详解( 二 ) _VPC

由于每个用户都有专属的二层网络，那说明VPC模式下的可用二层网络的数量是远超经典模式的。虽然各家都没有公布自己的实现细节，但是这里有点类似VXLAN和VLAN的关系。VXLAN可以有1600万个二层网络， VLAN只有4000多个二层网络。公有云与私有云的区别在于用户数量巨大。如果采用VLAN ，每个用户一个二层网络，那最多只能带4000多个用户，公有云许多用户还是只有1-2个云主机那种，那必然不能满足公有云的需求，所以在早期的经典网络模式下，不得不让多个用户挤在一个网络里面。而如果采用VXLAN之类的技术，则可以保证在一个region里面为1600万个用户每人分到一个二层网络。
因为VPC是一个用户专属的网络，用户可以任意定义VPC内云主机的IP地址。二层隔离了， IP地址想怎么玩就怎么玩。而在经典网络模式下，大家挤在一个二层网络里面， IP地址首先要保证不要重合，这对用户和服务商来说都不是一件心情愉快的事情。
VPC的网络Overlay
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从AWS公布的资料[2] 看， VPC的数据封装与VXLAN这类网络Overlay技术也很像。从下图可以看出，桔色的VPC中， 10.0.0.2发往10.0.0.3的网络数据，最终被封装成主机之间的通信报文。

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原始的二层帧，被VPC标签封装，之后封装在另一个IP报文里面。这与VXLAN的封装方式可以说是一模一样。不过需要澄清的是， AWS在2010年就已经开始应用VPC ，而VXLAN标准是2014年[3]才终稿。AWS的VPC或许和VXLAN不一样，但是按照VXLAN理解VPC的overlay会更容易些。

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VPC使用网络Overlay之后，可以构建一个L3之上的L2 。这样一个VPC内的虚机，可以任意的在数据中心分布。实际中云主机肯定不是任意分布的，会有一些主机的调度优化算法，但是至少，网络不会成为限制云主机部署的因素。举个反例，如果使用VLAN ，虚机必须部署在支持相应VLAN的设备上，哪怕这个设备已经接近饱和，而其他的设备却是空置的。如下图，因为左边的机架不支持相应的网络，对应的云主机只能往右边的机架塞，直到塞满。而同时，左边的机架负载还不到50% 。

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【VPC是什么，VPC能做什么，VPC详解】Overlay使得VPC不再受网络硬件的限制， VPC内的云主机可以部署在整个机房。
VPC与SDN
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AWS在2017年提出， VPC是构建在软件（代码）之上， VPC就是SDN[4] 。我们前面说过， VPC是一个二层网络，是一个构建在L3之上的L2 Overlay网络。这里说VPC就是SDN ，实际上是指， VPC受SDN所控制。AWS的VPC依靠一个叫MApping Service的组件工作。当虚机之间要通信的时候，请求先发到Mapping Service ，再由它找到目的虚机对应的信息（例如目的虚机所在的主机IP地址）， Mapping Service用对应的信息，封装成Overlay数据（类似于封装成VXLAN数据），再进行传输。
如果是一个三层通信，传统上是要发到网关，由网关转发到目的虚机。而对于AWS的VPC ， Mapping Service同样也会完成三层通信的信息查找，数据封装。这样连路由器都省了。

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这里的Mapping Service ，与SDN控制器的作用可以说是一样的。SDN控制器掌握了所有的网络信息，当需要进行二层，三层通信时， SDN控制器会根据网络数据包下发OpenFlow流表，使得虚机之间直接通信。
如果说Mapping Service是SDN控制器，那么更具体点，它还是一个分布式SDN控制器，因为每个主机上都有一个Mapping Service的缓存。通过这种分布式，可以实现高速运算处理。