《网络虚拟化》ppt课件

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1、网络虚拟化@云数据中心网络虚拟化历史网络虚拟化技术一览虚拟网卡虚拟交换机（大二层）虚拟数据中心SDN虚拟机安全云端访问功能实现服务器物理网卡的共享与VM隔离实现交换机的无环路高效横向整合采用封装和隧道技术，在同一个物理网络上通过叠加技术来构建多个虚拟网络拓扑。OpenFlow通过将网络设备控制面与数据面分离开来，从而实现了网络流量的灵活控制。虚拟服务器内同一端口组虚机间流量管理跨数据中心迁移的服务访问关键点如何在虚拟化的情况下，获得良好的I/O性能并且有效地共享I/O设备。大规模部署下网络的毫秒级收敛三层网络上叠加二层网络来

2、实现数据中心物理位置解耦。网络控制平面、数据平面与物理设备解耦。虚拟交换机缺少对流量统计、端口安全、ACL、QoS支持，因此不能很好地实现网络监管。IP与位置的解耦技术产品DeviceemulationmodelsVLAN裸光纤/VPLS开放网络基金会ONF(OpenNetworkingFoundation)vShield动态DNSsplit-drivermodelOpenDaylight开源项目，主要来自业界厂商FortiGateRHIDirectAssignmentH3CIRFVmware.VxLAN欧洲电信标准协会用于

3、讨论NFV(NetworkFunctionVirtualization)的ISG行业规范小组。LeadseclispSR-IOV华为CSSIBMSDNVE/DOVE思科VSSMS.NVGREVmWare/NiciraNVPCiscoVN-TagVmWare/NiciraSTTCiscoOnePKHPVEPACiscoVirtualInterfaceCardTRILLJuniperJunosphereINTELFPPSPBCISCOOTVFabricPathHPEVI虚拟防火墙服务器网络虚拟化VM精确策略控制VM接入自动关联V

4、M迁移自动感知云端三层不中断访问云计算网络二层网络灵活扩展数据内中心扩展跨数据中心扩展云计算数据中心的关键服务器网络虚拟化软件模拟网卡（全虚拟/半虚拟）设备仿真模型用软件模拟真实硬件所有行为。GuestOS和特权域之间的通信和数据传递都需要在VMM的控制下完成，带来了很大的虚拟化开销。Intel提供了用于在网卡中分类数据包的VMDq技术，减轻hypervisor的负担。VMware则在hypervisor交换机层进行了一些完善，不仅将数据导向到分别的目的虚拟机中，还将中断信号指向各自的CPU内核和目的虚拟机。通过在虚拟化环境

5、中实施这种结合的队列技术，不仅吞吐量会翻一番，而且CPU利用率也有显著提升。穿透网卡直接I/O设备分配模型被提出来消除基于软件的I/O虚拟化所带来的开销，缩小和本地I/O性能直接的差距。直接I/O设备分配模型允许客户机直接访问特别设计定制的I/O设备。SR-IOV共享网卡这个模型是I/O直接分配模型的一个扩展（VMDc），网卡提供多个虚拟功能模块（VirtualFunction）以提供给虚拟机直接使用，每个虚拟机直接连接到网卡的Function上。VMDqVMM在服务器的物理网卡中为每个虚机分配一个独立的队列，这样虚机出来的

6、流量可以直接经过软件交换机发送到指定队列上，软件交换机无需进行排序和路由操作。但是，VMM和虚拟交换机仍然需要将网络流量在VMDq和虚机之间进行复制。SR-IOV对于SR-IOV来说，则更加彻底，它通过创建不同虚拟功能（VF）的方式，呈现给虚拟机的就是独立的网卡，因此，虚拟机直接跟网卡通信，不需要经过软件交换机。VF和VM之间通过DMA进行高速数据传输。VMDqVSSR-IOV数据中心网络传统的三层数据中心架构结构的设计是为了应付服务客户端-服务器应用程序的纵贯式大流量，同时使网络管理员能够对流量流进行管理。工程师在这些架构

7、中采用生成树协议(STP)来优化客户端到服务器的路径和支持连接冗余。虚拟化从根本上改变了数据中心网络架构的需求。最重要的一点就是，虚拟化引入了虚拟机动态迁移技术。从而要求网络支持大范围的二层域。从根本上改变了传统三层网络统治数据中心网络的局面。x86ArchitectureVMwareESXServerx86ArchitectureVMwareESXServerVMotion迁移虚拟机VMotion需要在二层网络中完成迁移VLAN－STPVLAN采用SpanningTreeProtocol(STP)协议按照树的结构来构造网络

8、拓扑，消除网络中的环路，避免由于环路的存在而造成广播风暴问题。STP的机制导致了二层链路利用率不足，尤其是在网络设备具有全连接拓扑关系时，这种缺陷尤为突出。如图所示，当采用全网STP二层设计时，STP将阻塞大多数链路，使接入到汇聚间带宽降至1/4，汇聚至核心间带宽降至1/8。这种缺陷造成越