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《網(wǎng)絡虛擬化技術在云計算數(shù)據(jù)中心的應用》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在應用文檔-天天文庫。
1、網(wǎng)絡虛擬化技術在云計算數(shù)據(jù)中心的應用云計算帶來的超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心建設，對數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡提出了新的需求，網(wǎng)絡虛擬化技術是解決這些新需求的有效手段，本文通過系統(tǒng)論述數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡虛擬化技術中涉及的控制平面虛擬化技術和數(shù)據(jù)平面虛擬化技術，分析了業(yè)界主要廠商的技術實現(xiàn)和新的虛擬化標準協(xié)議的技術原理，為數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡虛擬化技術的發(fā)展提出了一個較為清晰的演進路徑。云計算最重要的技術實現(xiàn)就是虛擬化技術，計算虛擬化商用的解決方案得到了較成熟的應用，而存儲虛擬化已經(jīng)在SAN上實現(xiàn)得很好了，在網(wǎng)絡虛擬化技術方面。業(yè)界主流廠商都提出了自己的解決方案，本文分析了數(shù)據(jù)中心中網(wǎng)絡虛擬化的實現(xiàn)相關技術和發(fā)展思路。最早的網(wǎng)
2、絡虛擬化技術代表是交換機集群(Cluster)技術，多以盒式小交換機為主，較為古老，當前數(shù)據(jù)中心里面已經(jīng)很少見了。而新的技術則主要分為兩個方向，控制平面虛擬化與數(shù)據(jù)平面虛擬化。在探討網(wǎng)絡虛擬化技術之前，先定義一下云計算數(shù)據(jù)中心中各種網(wǎng)絡類型的定義，數(shù)據(jù)中心中網(wǎng)絡流量的根本出發(fā)點是服務器，結合云計算最適合的核心——接入二層網(wǎng)絡結構，可以把各種網(wǎng)絡分類：Network1：VM本地互訪網(wǎng)絡，邊界是AccessSwitch，包括物理服務器本機VM互訪和跨AccessSwitch的不同物理服務器VM互訪兩個層面。Network2：Ethemet與FC融合就是FCoE，邊界仍然是AccessSwi
3、tch。Network3：跨核心層服務器互訪網(wǎng)絡，邊界是AccessSwitch與CoreSwitch。Network4：數(shù)據(jù)中心跨站點二層網(wǎng)絡，邊界是CoreSwitch。Network5：數(shù)據(jù)中心外部網(wǎng)絡，邊界是CoreSwitch與ISPIP網(wǎng)絡。在大規(guī)模數(shù)據(jù)中心部署虛擬化計算和虛擬化存儲以后，對網(wǎng)絡產(chǎn)生了新的需求：虛擬機(VM)之間的互通，在DC內(nèi)部和DC間任意互通，遷移和擴展資源-更多的接口，更多的帶寬，至少按照10000個l0Gbit／s端口容量構建資源池。二層網(wǎng)絡規(guī)模擴大，保證業(yè)務與底層硬件的透明和隨需部署，數(shù)據(jù)中心站點間二層互聯(lián)。DC資源整合，地域無差別。構建真正的大云
4、。服務器前后端網(wǎng)絡融合，DC內(nèi)部網(wǎng)絡整合。1控制平面虛擬化顧名思義，控制平面虛擬化是將所有設備的控制平面合而為一，只有一個主體去處理整個虛擬交換機的協(xié)議處理，表項同步等工作。從結構上來說，控制平面虛擬化又可以分為縱向與橫向虛擬化兩種方向。縱向虛擬化指不同層次設備之間通過虛擬化合多為一，相當于將下游交換機設備作為上游設備的接口擴展而存在，虛擬化后的交換機控制平面和轉發(fā)平面都在上游設備上，下游設備只有一些簡單的同步處理特性，報文轉發(fā)也都需要上送到上游設備進行。可以理解為集中式轉發(fā)的虛擬交換機。橫向虛擬化多是將同一層次上的同類型交換機設備虛擬合一，控制平面工作如縱向一般，都由一個主體去完成，
5、但轉發(fā)平面上所有的機框和盒子都可以對流量進行本地轉發(fā)和處理，是典型分布式轉發(fā)結構的虛擬交換機。控制平面虛擬化從一定意義上來說是真正的虛擬交換機，能夠同時解決統(tǒng)一管理與接口擴展的需求。2數(shù)據(jù)平面虛擬化數(shù)據(jù)通信的兩個維度，一個是控制平面，另一個就是數(shù)據(jù)平面，也就是數(shù)據(jù)轉發(fā)平面。為實現(xiàn)數(shù)據(jù)平面的虛擬化，于是有了TRILL和SPB這兩個新的協(xié)議的推出。兩個協(xié)議都是用L2ISIS作為控制協(xié)議在所有設備上進行拓撲路徑計算，轉發(fā)的時候會對原始報文進行外層封裝，以不同的目的Tag在TRILL／SPB區(qū)域內(nèi)部進行轉發(fā)。對外界來說，可以認為TRILL／SPB區(qū)域網(wǎng)絡就是一個大的虛擬交換機，Ethemet報
6、文從人口進去后，完整的從出口吐出來，內(nèi)部的轉發(fā)過程對外是不可見且無意義的。這種數(shù)據(jù)平面虛擬化多合一已經(jīng)是廣泛意義上的多虛一了，此方式在二層Ethemet轉發(fā)時可以有效的擴展規(guī)模范圍，作為網(wǎng)絡節(jié)點的多個節(jié)點虛擬成一個節(jié)點來說，控制平面虛擬化目前還在個位到十位數(shù)級別，數(shù)據(jù)平面虛擬化已經(jīng)可以輕松達到百位的范疇。但其缺點也很明顯，引入了控制協(xié)議報文處理，增加了網(wǎng)絡的復雜度，同時由于轉發(fā)時對數(shù)據(jù)報文多了外層頭的封包解包動作，降低了Ethemet的轉發(fā)效率。在構建數(shù)據(jù)中心二層網(wǎng)絡模型中，核心層與接入層設備有兩個問題是必須要解決的，一是拓撲無環(huán)路，二是多路徑轉發(fā)。但在傳統(tǒng)Ethemet轉發(fā)中只有使用
7、STP才能確保無環(huán)，但STP導致了多路徑冗余中部分路徑被阻塞浪費帶寬，給整網(wǎng)轉發(fā)能力帶來了瓶頸。因此云計算中需要新的技術在避免環(huán)路的基礎上提升多路徑帶寬利用率，網(wǎng)絡虛擬化技術提到了兩個解決上述需求的思路。首先是控制平面多虛一，將核心層虛擬為一個邏輯設備，通過鏈路聚合使此邏輯設備與每個接入層物理或邏輯節(jié)點設備均只有一條邏輯鏈路連接，將整個網(wǎng)絡邏輯拓撲形成無環(huán)的樹狀連接結構，從而滿足無環(huán)與多路徑轉發(fā)的需求。另一個思路是數(shù)據(jù)平面多虛一，在接入層與核心
