盘点网络虚拟化技术 软件定义网络时代到来

虚拟交换机

虚拟化的环境中，在主机内部，各虚拟机通过模拟物理功能的虚拟交换机vSwitch相互通信，虚拟机和外界通信则是通过虚拟机交换机捆绑的上联物理网卡来进行。这种纯软件实现的交换机功能的控制平面位于主机上，同时主机还负责数据平面，通过虚拟交换机，管理员可以灵活创建端口和端口组、网卡捆绑和vLan划分等配置。VMware标准交换机提供流量调整功能，管理员可对端口设置平均带宽、峰值带宽和突发流量。在方物虚拟化的标准交换机中，管理员还可以对端口组设置最小带宽。

分布式虚拟交换机

在VMware vCenter Server或者是方物的vCenter中均可以创建分布式交换机。分布式虚拟交换机可以带来主要好处有：一是分布式交换机为虚拟交换管理提供了集中化的控制平面，可简化虚拟机网络连接的部署、管理和监控;虚拟机跨主机迁移时可保持网络运行状态，可提供更为高级的功能，比如网络I/O控制、负载平衡和分布式端口组等。

网卡绑定

网卡捆绑(teaming)又称绑定(bonding)和组合(grouping)等，它将主机上的多个物理网卡组合成单一的逻辑链路，为虚拟交换机提供带宽聚合和冗余性，可以在捆绑后实现负载平衡、故障检测、恢复、切换等设置。在方物虚拟化中，网卡绑定的主备模式可抵御网卡故障风险，负载均衡模式可在确保网卡冗余的基础之上，均衡地将负载分担到多块网卡之上，保障虚机稳定高效使用网络。

单根虚拟化SR-IOV

服务器虚拟化运用逐步深入，在有些场景下，网络可能成为性能瓶颈。单根虚拟化可将I/O设备的统管理程序模拟功能卸载到专业化硬件和设备驱动器上。利用物理网卡的VF功能，SR-IOV允许管理程序将虚拟功能映射到VM 上，以实现本机设备性能和隔离安全。这种技术可降低网络功能对计算的消耗，以接近物理功能的效果出来网络流量。

VEPA

传统虚拟环境下，同一物理节点的不同虚拟机之间流量发送是由虚拟交换机直接处理的，并不会发出物理网口。虚拟以太端口汇聚器(Virtual Ethernet Port Aggregator，简称VEPA)。采用VEPA方式，虚拟机内部之间流量不再由本地虚拟交换机处理，而是被强制发往物理网卡外部，由网卡上联的VEPA交换机接收处理后才发送回来。这种方式下，所有虚拟机流量被重新导向了上联物理交换机，用户可以轻松地以传统管理方式，在修改后的物理交换机上实现流量统计、安全控制管理，减少物理节点宝贵CPU资源，不必浪费在简单的网络I/O层面，提升效率。

网络虚拟化与SDN

服务器虚拟化已开始广泛应用与各行业，而网络技术的发展如何跟上服务器虚拟化的演变节奏，也已成为一个的重要技术方向。网络虚拟化，目标是以逻辑网络的方式来解耦物理网络拓扑，提供计算和网络的连通能力。与网络虚拟化相关联的软件定义网络SDN(Soft Define Network)，更是当前火热的技术方向，很多企业也已经开始投入力量。SDN强调网络的控制平面和数据平面分离，将复杂的网络进行具体细化地抽离，形成可扩展性和可编程性等。新的软件定义网络产品不断涌现，方物服务器虚拟化对新型的网络虚拟化设备有着良好的支持，如Oracle Xsigo设备虚拟出的网络设备可以直接由方物虚拟化识别和使用。

目前SDN代表性的协议和技术为VXLAN和OpenFlow。VXLAN是一个多厂商支持的网络虚拟化技术，在摒弃传统二层网络内在的扩展问题的基础上，可供组建大规模的二层网络。采用类似VLAN的封装技术封装二层网络帧，可经由三层网络转发。从一个虚拟机的角度，无论物理主机的IP子网和VLAN划分如何，VXLAN可以使得虚拟机部署在任何位置的任何主机上。

OpenFlow的核心思想可以抽象出一个网络操作系统，它可屏蔽底层网络设备的具体细节，同时还为上层应用提供了统一的管理视图和编程接口。基于网络操作系统这个平台，用户可以开发各种应用程序，通过软件来定义逻辑上的网络拓扑，以满足对网络资源的不同需求，而无需关心底层网络的物理拓扑结构。

总结来看，对于网络设备和功能的利用，虚拟化正从原来的服务器端延伸到全网络环境，应用分层、机动、可管和可控的软件定义网络时代正在到来。

作者：F漫步者

来源：51CTO