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網絡虛擬化后發(fā)生的改變?

時間：2014年5月27日

　　網絡虛擬化對于SDN 、大數(shù)據、云計算平臺和下一代應用程序工作負載意味著什么? 擔任過各種商業(yè)和技術領導職務的Mellanox副總裁Kevin Deierling為我們解讀網絡虛擬化為何是未來數(shù)據中心生態(tài)系統(tǒng)的必要組成部分，以及如何進行網絡虛擬化。

　　服務器租用說在2000年出現(xiàn)的第一次互聯(lián)網泡沫之后，服務器虛擬化的想法遭到了極大的懷疑。然而，在過去的十年中，像VMware這樣的領導廠商已經幫助服務器虛擬化推動數(shù)據中心最顯著的轉變，提高服務器的利用率，降低運營成本，并提高基礎設施的效率。

　　為何需要網絡虛擬化?服務器租用和許多人一致認為，網絡虛擬化最終會失敗，因為它不提供等同于服務器虛擬化的好處。他們認為，不同于物理服務器，現(xiàn)有的網絡設備已經具備監(jiān)測和管理框架，允許交換機達到或接近容量，同時易于管理操作。但這種觀點完全是短視的和自私的。它認為網絡是一個孤立的、獨立的元素，與計算和存儲資源的完全不同。

　　事實上，傳統(tǒng)的三層體系結構正在大數(shù)據和云計算的新世界之下崩潰。應用程序如Hadoop與NoSQL數(shù)據庫和云計算平臺如Azure、 OpenStack和vCloud正從根本上改變網絡架構。相比聯(lián)網被管理為在數(shù)據中心連接分立元件的一種手段，可擴展的云基礎架構的架構師必須考慮資源的整體視圖以建立一個單一的集成平臺。從這個角度來看，網絡的虛擬化變得絕對必要，以提供一種彈性的和可擴展的工作負載的引擎，而不是單獨管理離散的物理元件之間的連接。

　　服務器租用從本質上講，網絡虛擬化是服務器虛擬化自然的和必要的進化。它允許整個數(shù)據中心作為一個單一的、巨大的(基本上是無限的)計算存儲資源進行管理，能夠滿足動態(tài)的應用程序工作負載的需求。從這個角度看，網絡虛擬化提供完全相同的利用率、運營成本和效率優(yōu)勢，正是這些因素驅使服務器虛擬化的成功。

　　何為SDN架構?現(xiàn)在，讓我們來看看這個網絡虛擬化和彈性云工作負載的新世界的影響和要求。SDN的特征通常包括這些元素：覆蓋網絡(Overlay Networks)，集中管理和標準化的API。前兩個元素是必不可少的，而標準化的API的美好，允許在異構環(huán)境下的互操作性和均勻控制，以及避免專有的API。

　　覆蓋網絡的好處

　　服務器租用說覆蓋網絡改進虛擬網絡之間的隔離，并使得基于虛擬機的工作負載更容易管理。每個虛擬域自己封裝于外包中的網絡和鏈路(基于VIP和VMAC的內包) 地址。這使得虛擬機完全獨立地操作用來移動網絡報文的實際物理地址。因此，從一臺物理機到另一臺物理機的虛擬機遷移，并不影響基于虛擬機的應用程序，應用程序保留了相同的虛擬地址。相反，這一舉動改變隧道虛擬地址到相應的物理地址的映射。

　　集中式虛擬網絡管理平臺

　　SDN經常被描述為控制平面與數(shù)據平面的分離，其中控制平面決定特定數(shù)據包應該使用復雜的路由算法轉發(fā)，數(shù)據平面完成實際的轉發(fā)指示。事實上，通過網絡虛擬化，控制平面發(fā)揮的作用不只是轉發(fā)決策。集中式虛擬網絡管理平臺(VNMP)，如Open Daylight，具有物理和虛擬網絡的完全可視性。該VNMP作為受信任的實體來執(zhí)行虛擬網絡的發(fā)現(xiàn)、路由、管理、監(jiān)視和隔離。更高級別的應用如負載平衡、威脅檢測/防御，和業(yè)務流程能夠調用VNMP的服務來執(zhí)行所需要的功能，如虛擬機遷移或虛擬網絡資源的訪問控制。

　　網絡虛擬化可以克服這個問題。VM的虛擬IP地址保持不變，因此不管應用程序還是物理網絡基礎設施都不需要改變。相反，只有從虛擬地址到物理地址的映射需要被更新。因為集中式虛擬網絡管理平臺負責維持虛擬到物理地址的翻譯，這發(fā)生在一個地方。結果是，VM遷移變得簡單，只需要根據預期變化更新 VNMP。誠然，VNMP需要此信息推送到網絡中的每個OVS實體，但比在一個物理網絡所需的獨立的更新，自動化變得更容易。

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　　最后，服務器租用說虛擬化網絡能夠實現(xiàn)，控制和管理虛擬機之間的虛擬網絡連接。監(jiān)視和控制虛擬和物理資源之間的訪問和通信。為虛擬資源的部署和操作更新提供靈活性。總之，虛擬化網絡的這些功能允許基于SDN的數(shù)據中心提高運營效率，具有比傳統(tǒng)的網絡基礎設施更好的可伸縮性。

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