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了解 GENEVE 格式

通用网络虚拟化封装 (GENEVE) 是一种网络封装协议，可使用额外的元数据封装原始数据包。借助此类额外的元数据，可以实现灵活且可扩展的网络虚拟化。

下图显示了 GENEVE 数据包的标头格式。

       0                   1                   2                   3
       0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
      +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
      |Ver|  Opt len  |O|C|   Rsvd.   |         Protocol type         |
      +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
      |        Virtual network identifier (VNI)       |     Rsvd.     |
      +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

下表介绍了上图中显示的 GENEVE 标头字段：

字段	说明	字段长度
Ver	GENEVE 协议的版本。唯一支持的版本是 0。如需了解详情，请参阅隧道标头字段。	2 位
Opt len	选项字段的长度，以 4 字节为单位，不包括 8 字节的固定隧道标头。如需了解详情，请参阅隧道标头字段。	6 位
O	控制数据包位。如需了解详情，请参阅隧道标头字段。	1 位
C	关键选项位。如需了解详情，请参阅隧道标头字段。	1 位
Rsvd	保留字段，在传输时必须为零 (0)，在接收时必须忽略。如需了解详情，请参阅隧道标头字段。	6 位
协议类型	协议类型允许使用以下以太网类型：IPv4 (`0x0800`) 或 IPv6 (`0x86DD`)。	16 位
虚拟网络标识符 (VNI)	虚拟网络元素的唯一标识符。 VNI 设置为零 (0)。如需了解详情，请参阅 GENEVE 选项。	24 位
Rsvd	保留字段，在传输时必须为零 (0)，在接收时必须忽略。如需了解详情，请参阅隧道标头字段。	8 位

ULL VPC 网络中数据包镜像的 GENEVE 选项

GENEVE 标头使用 Type-Length-Value (TLV) 格式来表示其选项。每个选项都采用以下方式进行编码：类型标识符、指示值大小的长度字段以及值本身。此格式具有灵活性和可扩展性，可添加新选项，而不会影响现有实现。以下部分介绍了这些选项。由于选项的数量和顺序可能会发生变化，请根据 TLV 字段解析 GENEVE 标头，以确保设备实现的前向兼容性。

特定于 ULL 数据包镜像的 GENEVE 选项如下所示：

广告联盟 ID（广告联盟 Cookie）
时间戳
网络稳定 ID
主要 IP 地址

广告网络 ID

网络 ID 选项（也称为“网络 Cookie”）用于在 ULL 数据包镜像中标识与 GENEVE 封装的流量相关联的虚拟网络。此选项由选项类 0x0132 (Google) 和类型 0x1（网络 ID）标识。

对于 ULL 数据包镜像，网络 Cookie 设置为零 (0)。选项数据包含 32 位；前 31 位保留，最后一位表示原始数据包的方向。

ULL 数据包镜像使用修改后的网络 ID 选项。在此版本中，除了方向位和预留位之外，所有位都设置为 0。如需详细了解捕获点，请参阅网络稳定 ID。

下图显示了 GENEVE 数据包中的选项格式。

       0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
      +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
      |  Option Class=0x0132 (Google) |    Type=01    |R|R|R|  Len=1  |
      +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
      |                            Reserved                         |D|
      +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

下表介绍了上图中显示的选项字段：

字段	说明	字段长度
选项类	标识定义了相应选项的组织或实体。值 `0x0132` 表示 Google 是定义实体。	16 位
类型	用于标识类中的选项类型。值 `0x1` 表示“网络 ID”选项。如需了解详情，请参阅隧道选项。	8 位
R	预留以供将来使用的选项控制标志。这些位在传输时必须为零 (0)，在接收时必须忽略。	3 位
Len	选项载荷的长度（以 4 字节为增量）。网络 ID 载荷为 32 位（4 字节），因此此选项的长度设置为 1。	5 位
已预留	在传输时必须设置为零 (0)，在接收时必须忽略。	31 位
D	表示原始数据包的方向。0 表示入站数据包，1 表示原始镜像资源上的出站数据包。	1 位

时间戳

时间戳选项表示捕获点（捕获或镜像数据包的 Compute Engine 实例）的原始数据包捕获时间。此选项由选项类 0x0132（Google）和类型 0x0f（时间戳）标识。

下图显示了 GENEVE 数据包中的选项格式。

       0                   1                   2                   3
       0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
      +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
      |  Option class=0x0132 (Google) |   Type=0x0f   |R|R|R|  Len=2  |
      +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
      |                                                               |
      +                           Timestamp                           +
      |                                                               |
      +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

下表介绍了上图中显示的选项字段：

字段	说明	字段长度
选项类	标识定义了相应选项的组织或实体。值 `0x0132` 表示 Google 是定义实体。	16 位
类型	用于标识类中的选项类型。值 `0x0f` 表示时间戳选项。如需了解详情，请参阅隧道选项。	8 位
R	预留以供将来使用的选项控制标志。这些位在传输时必须为零 (0)，在接收时必须忽略。	3 位
Len	选项载荷的长度（以 4 字节为增量）。时间戳载荷为 64 位（8 字节），因此此选项的长度设置为 2。	5 位
时间戳	原始数据包的捕获时间，以自纪元以来的纳秒数表示。纳秒级粒度并不能保证纳秒级准确度。	64 位

网络稳定 ID

“网络稳定 ID”选项用于标识镜像实例的网络。此选项由选项类 0x0132 (Google) 和类型 0x10（网络稳定 ID）标识。

下图显示了 GENEVE 数据包中的选项格式。网络稳定 ID 包含项目编号和网络 ID。

       0                   1                   2                   3
       0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
      +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
      |  Option class=0x0132 (Google) |   Type=0x10   |R|R|R|  Len=4  |
      +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
      |                                                               |
      +                       Project Number                          +
      |                                                               |
      +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
      |                                                               |
      +                         Network ID                            +
      |                                                               |
      +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

下表介绍了上图中显示的选项字段：

字段	说明	字段长度
选项类	标识定义了相应选项的组织或实体。值 `0x0132` 表示 Google 是定义实体。	16 位
类型	用于标识类中的选项类型。值 `0x10` 表示网络稳定 ID 选项。如需了解详情，请参阅隧道选项。	8 位
R	预留以供将来使用的选项控制标志。这些位在传输时必须为零 (0)，在接收时必须忽略。	3 位
Len	选项载荷的长度（以 4 字节为增量）。网络 ID 载荷为 64 位（8 字节），因此此选项的长度设置为 4。	5 位
项目编号	Google Cloud 项目的项目编号。	64 位
广告网络 ID	ULL VPC 网络的 ID。	64 位

主要 IP 地址

“主要 IP 地址”选项用于标识捕获点（捕获或镜像数据包的 Compute Engine 实例）的 IP 地址。此选项由选项类 0x0132 (Google) 和类型 0x11（主 IP 地址）标识。

下图显示了 GENEVE 数据包中的选项格式。

       0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
      +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
      |  Option class=0x0132 (Google) |   Type=0x11   |R|R|R|  Len=1  |
      +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
      |                       Primary IP Address                      |
      +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

下表介绍了上图中显示的选项字段：

字段	说明	字段长度
选项类	标识定义了相应选项的组织或实体。值 `0x0132` 表示 Google 是定义实体。	16 位
类型	用于标识类中的选项类型。值 `0x11` 表示“主要 IP 地址”选项。	8 位
R	预留以供将来使用的选项控制标志。这些位在传输时必须为零 (0)，在接收时必须忽略。	3 位
Len	选项载荷的长度（以 4 字节为增量）。 IP 地址载荷为 32 位（4 字节），因此此选项的长度设置为 1。	5 位
主要 IP 地址	源 Compute Engine 实例的主 IP 地址。	32 位

GENEVE 标头格式

本部分介绍了数据包镜像功能针对 ULL VPC 网络使用的 GENEVE 标头格式。

IPv4 标头

GENEVE 数据包格式通过 IPv4 将紧凑的隧道标头封装在 UDP 中。小型固定隧道标头提供控制信息以及基本功能和互操作性。

下图显示了 GENEVE 数据包的 IPv4 标头字段。

       0                   1                   2                   3
       0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
      +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
      |Version|  IHL  |Type of service|          Total length         |
      +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
      |         Identification        |Flags|     Fragment offset     |
      +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
      |  Time to live | Proto=17 (UDP)|        Header checksum        |
      +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
      |                         Source address                        |
      +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
      |                      Destination address                      |
      +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

下表介绍了上图中显示的 Google Cloud特有的 IPv4 标头字段。如需了解有关常见 IPv4 标头字段的信息，请参阅 RFC 8926。

字段	说明
Proto=17（对于 GENEVE，始终为 UDP）	表示封装的载荷使用 UDP 协议。
源地址	本地子网的网关 IP 地址。
目标地址	客户自有负载均衡器的 VIP。

UDP 标头

UDP RFC 0768 标头封装数据，同时保持以太网和 IP 地址的无连接语义。它还为执行等价多路径 (ECMP) 的路由器提供熵。

下图显示了封装在 UDP 中的 GENEVE 数据包的标头格式。

       0                   1                   2                   3
       0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
      +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
      |      Source port = <hash>     |   Dest port = 6081 (Geneve)   |
      +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
      |           UDP length          |          UDP checksum         |
      +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

下表介绍了上图所示的 UDP 标头字段：

字段	说明
来源端口	覆盖整个 16 位范围的不透明哈希。对于属于单个封装流（双向）的所有数据包，该值均相同。
目标端口	GENEVE 流量的指定目标端口号，设置为 6081。
UDP 长度	UDP 数据报的总长度，包括 UDP 标头和封装的 GENEVE 数据包。
UDP 校验和	用于检测错误的 UDP 数据报的校验和值。

GENEVE 选项

在 ULL VPC 网络的数据包镜像中使用的 Google Cloud特定 GENEVE 选项包括网络 Cookie、时间戳、网络稳定 ID、主 IP 地址和公平顺序处理时间戳。如需了解详情，请参阅 ULL VPC 网络中数据包镜像的 GENEVE 选项。

下图展示了如何在 ULL VPC 网络的数据包镜像中使用 Google Cloud专用 GENEVE 选项。

       0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
      +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
      |  Option Class=0x0132 (Google) |    Type=01    |R|R|R|  Len=1  |
      +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
      |                          Network Cookie                     |D|
      +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
      |  Option Class=0x0132 (Google) |   Type=0x0f   |R|R|R|  Len=2  |
      +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
      |                                                               |
      +                           Timestamp                           +
      |                                                               |
      +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
      |  Option Class=0x0132 (Google) |    Type=0x10   |R|R|R|  Len=4  |
      +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
      |                                                               |
      +                         Project Number                        +
      |                                                               |
      +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
      |                                                               |
      +                           Network ID                          +
      |                                                               |
      +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
      |  Option Class=0x0132 (Google) |   Type=0x11   |R|R|R|  Len=1  |
      +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
      |                       Primary IP Address                      |
      +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
      |  Option Class=0x0132 (Google) |   Type=0x13   |R|R|R|  Len=2  |
      +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
      |                                                               |
      +                Fair order processing timestamp                +
      |                                                               |
      +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

上图中的 Opt len 表示选项字段的长度（以 4 字节为单位）。此长度不包括 8 字节的固定隧道标头。如需了解详情，请参阅隧道标头字段。

GENEVE 封装和 MTU 要求

最大传输单元 (MTU) 是指以太网帧内可容纳的包括 IP 报头、第 4 层协议报头和第 4 层数据在内的最大 IP 数据包的大小（以字节为单位）。如需了解详情，请参阅最大传输单元。

ULL VPC 网络的最大 MTU 为 1500 字节。不过，ULL 数据包镜像需要 308 字节的 GENEVE 封装开销。为确保镜像流量在不发生分片的情况下到达收集器实例，收集器所在的网络的 MTU 必须至少为 1808 字节（标准流量为 1500 字节，GENEVE 封装开销为 308 字节）。

如果 MTU 限制不足以容纳 GENEVE 封装，则可能会丢弃数据包。这种情况可能发生在虚拟网络级别或操作系统中。