网络虚拟化和云计算

Ｓｐｅｃｉａｌ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ应用专栏　１　控制平面虚拟化　顾名思义，控制平面虚拟化是　将所有设备的控制平面合而为一，　只有一个主体去处理整个虚拟交换　机的协议处理、表项同步等工作。　从结构上来说，控制平面虚拟化又　可以分为纵向与横向虚拟化两种方　向。　纵向虚拟化指不同层次设备之　间通过虚拟化合多为一，相当于将　下游交换机设备作为上游设备的接　口扩展而存在，虚拟化后的交换机　控制平面和转发平面都在上游设备　上，下游设备只有一些简单的同步　处理特性，报文转发也都需要上传　到上游设备进行。可以理解为集中　式转发的虚拟交换机。　横向虚拟化多是将同一层次上　的同类型交换机设备虚拟合一，控　制平面工作如纵向一般，都由一个　主体去完成，但转发平面上所有的　机框和盒子都可以对流量进行本地　转发和处理，是典型分布式转发结　构的虚拟交换机。控制平面虚拟化　从一定意义上来说是真正的虚拟交　换机，能够同时解决统一管理与接　口扩展的需求。　２数据平面虚拟化　数据通信的两个维度，一个　是控制平面，另一个是数据平面，　也就是数据转发平面。为实现数据　平面的虚拟化，于是有了ＴＲＩＬＬ和　ＳＰＢ这两个新的协议的推出。两个　协议都是用Ｌ２　ＩＳｌＳ作为控制协议　在所有设备上进行拓扑路径计算，　转发的时候会对原始报文进行外层　封装，以不同的目的Ｔａｇ在ＴＲＩＬＬ／　ＳＰＢ区域内部进行转发。对外界　来说，可以认为ＴＲｌＬＬ／ＳＰＢ区域　网络就是一个大的虚拟交换机，　Ｅｔｈｅｒｎｅｔ报文从入口进去后，完整　的从出１：３吐出来，内部的转发过程　对外是不可见且无意义的。　这种数据平面虚拟化多合一　已经是广泛意义上的多虚一了，此　方式在二层Ｅｔｈｅｒｎｅｔ转发时可以有　效的扩展规模范围，作为网络节点　地多个节点虚拟成一个节点来说，　控制平面虚拟化目前还在个位到十　位数级别，数据平面虚拟化已经可　以轻松达到百位的范畴。但其缺点　也很明显，引入了控制协议报文处　理，增加了网络的复杂度，同时由　于转发时对数据报文多了外层头的　封包解包动作，降低了Ｅｔｈｅｒｎｅｔ的　转发效率。　在构建数据中心二层网络模　型中，核心层与接入层设备有两个　问题是必须要解决的，一是拓扑无　环路，二是多路径转发。但在传统　Ｅｔｈｅｒｎｅｔ转发中只有使用ＳＴＰ才能　确保无环，但ＳＴＰ导致了多路径冗　余中部分路径被阻塞浪费带宽，给　整网转发能力带来了瓶颈。因此云　计算中需要新的技术在避免环路的　基础上提升多路径带宽利用率，网　络虚拟化技术提到了两个解决上述　需求的思路。　７３　首先是控制平面多虚一，将核　心层虚拟为一个逻辑设备，通过链　路聚合使此逻辑设备与每个接入层　物理或逻辑节点设备均只有一条逻　辑链路连接，将整个网络逻辑拓扑　形成无环的树状连接结构，从而满　足无环与多路径转发的需求。　另一个思路是数据平面多虚　一，在接入层与核心层交换机引　入外层封装标识和动态寻址协议　来解决Ｌ２ＭＰ（Ｌａｙｅｒ２　ＭＵＩｔｉＰａｔｈ）　需求，可以理解这个思路相当　于在Ｅｔｈｅ　ｒｎｅｔｃｈ，面建立一套类似　ｌＰ＋ＯＳＰＦ的协议机制。对接入层　以下设备来说，整个接入层与核心　层交换机虚拟成了一台逻辑的框式　交换机，Ｅｔｈｅｒｎｅｔ｝Ｅ文进Ｅｔｈｅｒｎｅｔ　报文出，中间系统就是个黑盒，就　好像ＩＰ层面用不着了解到Ｅｔｈｅｒｎｅｔ　是怎么转发处理的一样。这种　思路的代表技术是ｌＥＴＦ（１ｎｔｅｒｎｅｔ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｔａｓｋ　Ｆｏ　ｒｃｅ）标准组　织提出的ＴＲｌ　ＬＬ和ｌ　Ｅ　Ｅ　Ｅ提出的　８０２．１ａｑ　ＳＰＢ。　３控制平面多虚一技术　目前业界应用最广泛的控制　平面多虚一技术就是ＶＳＳ（Ｖｉｒｔｕａｌ　Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ）和ＩＲＦ（Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ　Ｒｅｓｉｌｉｅｎｔ　Ｆｒａｍｅｗｏｒｋ），ＶＳＳ是　Ｃｉｓｃｏ的私有技术，ＩＲＦ是在Ｈ３Ｃ所　有数据中心交换机中实现的私有技　术。二者的关键技术点如下。　

虚拟化和云计算的区别

虚拟化和云计算的区别

作者：尹正杰

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⼀.云计算(CLOUD COMPUTING)概述

云计算是⼀种能够跨⽹络、按需提供基础架构、服务、平台和应⽤的交付⽅式，正在快速取代原本通过硬布线连接进⾏资源共享的⽅式。

云计算是指在云中运⾏⼯作负载，⽽云是⼀种能够抽象、汇集和共享整个⽹络中的可扩展资源的IT环境。云计算和云本⾝都不属于技术的范畴。

(1)云计算是指在云中运⾏⼯作负载的功能;

(2)⽽云是⼀种环境，是运⾏应⽤的地⽅;

(3)技术则是指⽤于构建和使⽤云的软件和硬件;

云计算主要分为4种类型：私有云、公共云、混合云和多云。同时，云计算服务主要有3种：基础架构即服务(IaaS)、平台即服务(PaaS)和软件即服务(SaaS)。

云服务是指由第三⽅提供商托管的基础架构、平台或软件，可通过互联⽹提供给⽤户。

怎么选择云类型或云服务，取决于您的实际需求。世界上没有⼀模⼀样的两个云（即使它们的类型相同），也没有两个云服务解决的是同⼀个问题。但是，通过了解它们的相似之处，您可以更加清楚每种云计算类型和云服务可能会如何影响到您

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网络虚拟化技术在云计算数据中心的应用

云计算带来的超大规模数据中心建设，对数据中心网络提出了新的需求，网络虚拟化技术是解决这些新需求的有效手段，本文通过系统论述数据中心网络虚拟化技术中涉及的控制平面虚拟化技术和数据平面虚拟化技术，分析了业界主要厂商的技术实现和新的虚拟化标准协议的技术原理，为数据中心网络虚拟化技术的发展提出了一个较为清晰的演进路径。

云计算最重要的技术实现就是虚拟化技术，计算虚拟化商用的解决方案得到了较成熟的应用，而存储虚拟化已经在SAN上实现得很好了，在网络虚拟化技术方面。业界主流厂商都提出了自己的解决方案，本文分析了数据中心中网络虚拟化的实现相关技术和发展思路。

最早的网络虚拟化技术代表是交换机集群(Cluster)技术，多以盒式小交换机为主，较为古老，当前数据中心里面已经很少见了。而新的技术则主要分为两个方向，控制平面虚拟化与数据平面虚拟化。在探讨网络虚拟化技术之前，先定义一下云计算数据中心中各种网络类型的定义，数据中心中网络流量的根本出发点是服务器，结合云计算最适合的核心——接入二层网络结构，可以把各种网络分类：

Network1：VM本地互访网络，边界是AccessSwitch，包括物理服务器本机VM互访和跨AccessSwitch的不同物理服务器VM互访两个层面。

Network2：Ethemet与FC融合就是FCoE，边界仍然是AccessSwitch。

Network3：跨核心层服务器互访网络，边界是AccessSwitch与Core Switch。

Network4：数据中心跨站点二层网络，边界是Core Switch。

Network5：数据中心外部网络，边界是CoreSwitch与ISP IP网络。

在大规模数据中心部署虚拟化计算和虚拟化存储以后，对网络产生了新的需求：虚拟机(VM)之间的互通，在DC内部和DC间任意互通，迁移和扩展资源-更多的接口，更多的带宽，至少按照10000个l0Gbit／s端口容量构建资源池。二层网络规模扩大，保证业务与底层硬件的透明和随需部署，数据中心站点间二层互联。DC资源整合，地域无差别。构建真正的大云。服务器前后端网络融合，DC内部网络整合。

云计算虚拟化和融合媒体平台基本概念

云计算：

云计算是一种基于互联网的计算模式，通过将计算资源和服务通过网络提供给用户，实现灵活、高效、可扩展的计算能力。云计算可以分为私有云、公有云和混合云。

私有云是指由单个组织或机构独立运营和管理的云计算环境，用于满足该组织内部的计算需求。私有云具有数据安全性高、适应性强、可定制性好等特点。

公有云是指由第三方服务提供商提供的计算资源和服务，用户可以按需购买和使用。公有云具有灵活性高、成本低、可扩展性强等特点。

混合云是私有云和公有云的结合，将私有云和公有云的优势结合起来，可以根据需求自由选择部署应用。

虚拟化：

虚拟化指将计算机资源（包括处理器、内存、存储和网络）抽象为虚拟的实体，通过软件层面的管理和控制，将多个虚拟的计算机环境运行在一台物理计算机上，实现资源的共享和更好的利用。

虚拟化可以分为服务器虚拟化、网络虚拟化和存储虚拟化等。

服务器虚拟化是最常见的虚拟化形式，通过使用虚拟化软件（如VMware、Hyper-V等），在一台物理服务器上创建多个虚拟机，每个虚拟机都能够独立运行操作系统和应用程序。 网络虚拟化是将网络资源进行虚拟化，将网络功能从硬件设备中解耦，通过虚拟化软件将网络资源抽象出来，实现更灵活、动态的网络配置和部署。

存储虚拟化是将多个存储设备集合在一起，通过虚拟化软件将它们虚拟为一个统一的存储池，用户可以像使用本地存储一样使用这个虚拟的存储池。

融合媒体平台：

融合媒体平台是指将多种媒体技术、应用和服务融合在一起的综合平台，实现音视频、图像、文字等多种媒体内容的集成和交互。

融合媒体平台可以提供多种功能和服务，包括实时音视频通信、多媒体内容存储和发布、图像识别和处理、语音识别和合成等。

实时音视频通信是融合媒体平台的核心功能之一，通过网络将声音、图像等多媒体内容传输到远程端点，实现远程通信和协作。

多媒体内容存储和发布是融合媒体平台的另一个重要功能，可以将音视频、图像等多媒体内容存储在云端，并提供多种方式和接口供用户访问和发布。