在以往IT建设中，硬件服务器上运行的是虚拟层的计算，物理网络为了与虚拟服务器对接，需要网络自己进行调整，以便和新的计算层对接（如图1所示）。Overlay是在传统网络上虚拟出一个虚拟网络来，传统网络不需要再做任何适配，这样物理层网络只对应物理层的计算（物理机、虚拟化层管理网），虚拟的网络只对应虚拟计算（虚拟机的业务IP），如图2所示。
总而言之，Overlay网络是建立在另一个网络之上并由其基础设施支持的电信网络。overlay网络通过将一个数据包封装在另一个数据包中，从而将网络服务与底层基础设施分离。将封装的数据包转发到端点后，会将其解封。
大多数overlay网络运行在公共Internet之上，而公共Internet本身最初是一个运行在公共交换电话网(PSTN)的基础设施上的overlay研究网络。overlay网络部署的其他示例包括虚拟专用网(VPN)、对等(P2P)网络、内容分发网络(CDN)、IP语音(VoIP)服务（例如Skype）和非本地软件定义的网络。
Overlay网络协议包括虚拟可扩展LAN(VXLAN)、使用通用封装的网络虚拟化(NVGRE)、无状态传输隧道(STT)、通用路由封装(GRE)和网络虚拟化overlay3(NVO3)。