网络技术这个行业里，厂商通常会对一些技术做出高大上的包装，像网卡VXLAN offload这种技术，就是一个典型的例子，然而其底层技术，也许并不像想象中的那么神秘。
做为网络交换机的开发人员，近年来一直从事数据中心网络虚拟化的相关工作，最近读取一篇关于青云SDN 2.0的文章，里面提到了采用网卡VXLAN offload这种技术后overlay情形下的虚拟网络性能得到了较大规模的提升，考虑到后续我亦将加入云计算公司进行网络虚拟化相关的研发，自然也十分想了解这种技术的底层实现如何，以便从理论上分析其性能是否具有较大的价值。
分析之前，稍微VXLAN的封装格式进行简单的说明，本质上VXLAN类似于一种l2vpn技术，即将二层以太报文封装在udp报文里，从而跨越underlay L3网络，实现不同服务器或不同数据中心间的互联，其格式总结如下：
|ETH_HEADER|IP_HEADER|UDP_HEADER|VXLAN_HEADER|INNER_ETH_HEADER|INNER_IP_HEADER|…|
在采用VXLAN技术后，由于vm/docker的报文被封装于外层的UDP报文中予以传输，使得以往的TCP SEGMENT OPTIMIZATION、TCP CHECKSUM OFFLOAD等功能对于内层VM的TCP数据收发失效，较大地影响了VM间通信的性能，给最终用户带来了很差的用户体验。
下面我们来看看不同的方案都是如何实现的：
支持Overlay的交换机
目前较新的万兆交换机大多支持Overlay功能，即支持将以太报文封装在VXLAN报文中予以转发，也即将VXLAN封装功能放在专用的网络设备上，来提供确定性的线速转发性能，但这很明显增加了交换机与服务器之间的耦合，给管理维护带来了一定的复杂度。
NIC VXLAN OFFLOAD
而网卡VXLAN offload则不像Overlay交换机那样要求对组网方案进行较大的变更，而是对于网卡的能力进行了增加，与网卡驱动配合，使得网卡能够知晓VXLAN内部以太报文的位置，从而使得TSO、TCP CHECKSUM OFFLOAD这些技术能够对内部以太报文生效，从而提升TCP性能。
以TSO为例，内核封装出的TCP报文如下：
|ETH_HEADER|IP_HEADER|UDP_HEADER|VXLAN_HEADER|INNER_ETH_HEADER|INNER_IP_HEADER|INNER_TCP_HEADER|INNER_TCP_DATA_NEED_TSO|
该报文的内部TCP数据需要进行TSO处理，即切成满足网卡MTU的报文，内核驱动将报文通过DMA送给网卡后（同时要提供一些元信息，如VXLAN头位置等），网卡负责将内部的TCP报文转换为多个内部TCP报文，封装相同的外层VXLAN头后进行转发，从而减少CPU的干预，大规模提升性能。
小结
个人认为VXLAN OFFLOAD这个名字不如用VXLAN-AWARE OPTIMIZATION比较直观，但厂商为了吸引眼球，自然是需要适当的包装，可以理解。
从实现的角度来说，万兆甚至更高性能的网卡本来就比较贵，这样的优化可能并不一定导致过高的复杂度，但在实现上却能够不依赖于OVERLAY交换机更实现性能的提升，应该是做为优化OVERLAY性能的首选方案。