網(wǎng)絡(luò)虛擬化對(duì)于SDN 、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算平臺(tái)和下一代應(yīng)用程序工作負(fù)載意味著什么? 擔(dān)任過各種商業(yè)和技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)職務(wù)的Mellanox副總裁Kevin Deierling為我們解讀網(wǎng)絡(luò)虛擬化為何是未來數(shù)據(jù)中心生態(tài)系統(tǒng)的必要組成部分，以及如何進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)虛擬化。

　　服務(wù)器租用說在2000年出現(xiàn)的第一次互聯(lián)網(wǎng)泡沫之后，服務(wù)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(lǐng)導(dǎo)廠商已經(jīng)幫助服務(wù)器虛擬化推動(dòng)數(shù)據(jù)中心最顯著的轉(zhuǎn)變，提高服務(wù)器的利用率，降低運(yùn)營(yíng)成本，并提高基礎(chǔ)設(shè)施的效率。

　　為何需要網(wǎng)絡(luò)虛擬化?服務(wù)器租用和許多人一致認(rèn)為，網(wǎng)絡(luò)虛擬化最終會(huì)失敗，因?yàn)樗�不提供等同于服�?wù)器虛擬化的好處。他們認(rèn)為，不同于物理服務(wù)器，現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備已經(jīng)具備監(jiān)測(cè)和管理框架， 允許交換機(jī)達(dá)到或接近容量，同時(shí)易于管理操作。但這種觀點(diǎn)完全是短視的和自私的。它認(rèn)為網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)孤立的、獨(dú)立的元素，與計(jì)算和存儲(chǔ)資源的完全不同。

　　事實(shí)上，傳統(tǒng)的三層體系結(jié)構(gòu)正在大數(shù)據(jù)和云計(jì)算的新世界之下崩潰。應(yīng)用程序如Hadoop與NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)和云計(jì)算平臺(tái)如Azure、 OpenStack和vCloud正從根本上改變網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。相比聯(lián)網(wǎng)被管理為在數(shù)據(jù)中心連接分立元件的一種手段，可擴(kuò)展的云基礎(chǔ)架構(gòu)的架構(gòu)師必須考慮資源的整體視圖以建立一個(gè)單一的集成平臺(tái)。從這個(gè)角度來看，網(wǎng)絡(luò)的虛擬化變得絕對(duì)必要，以提供一種彈性的和可擴(kuò)展的工作負(fù)載的引擎，而不是單獨(dú)管理離散的物理元件之間的連接。

　　服務(wù)器租用從本質(zhì)上講，網(wǎng)絡(luò)虛擬化是服務(wù)器虛擬化自然的和必要的進(jìn)化。它允許整個(gè)數(shù)據(jù)中心作為一個(gè)單一的、巨大的(基本上是無限的)計(jì)算存儲(chǔ)資源進(jìn)行管理，能夠滿足動(dòng)態(tài)的應(yīng)用程序工作負(fù)載的需求。從這個(gè)角度看，網(wǎng)絡(luò)虛擬化提供完全相同的利用率、運(yùn)營(yíng)成本和效率優(yōu)勢(shì)，正是這些因素驅(qū)使服務(wù)器虛擬化的成功。

　　何為SDN架構(gòu)?現(xiàn)在，讓我們來看看這個(gè)網(wǎng)絡(luò)虛擬化和彈性云工作負(fù)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(wǎng)絡(luò)(Overlay Networks)，集中管理和標(biāo)準(zhǔn)化的API。前兩個(gè)元素是必不可少的，而標(biāo)準(zhǔn)化的API的美好，允許在異構(gòu)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(wǎng)絡(luò)的好處

　　服務(wù)器租用說覆蓋網(wǎng)絡(luò)改進(jìn)虛擬網(wǎng)絡(luò)之間的隔離，并使得基于虛擬機(jī)的工作負(fù)載更容易管理。每個(gè)虛擬域自己封裝于外包中的網(wǎng)絡(luò)和鏈路(基于VIP和VMAC的內(nèi)包) 地址。這使得虛擬機(jī)完全獨(dú)立地操作用來移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)報(bào)文的實(shí)際物理地址。因此，從一臺(tái)物理機(jī)到另一臺(tái)物理機(jī)的虛擬機(jī)遷移，并不影響基于虛擬機(jī)的應(yīng)用程序，應(yīng)用程序保留了相同的虛擬地址。相反，這一舉動(dòng)改變隧道虛擬地址到相應(yīng)的物理地址的映射。

　　集中式虛擬網(wǎng)絡(luò)管理平臺(tái)

　　SDN經(jīng)常被描述為控制平面與數(shù)據(jù)平面的分離，其中控制平面決定特定數(shù)據(jù)包應(yīng)該使用復(fù)雜的路由算法轉(zhuǎn)發(fā)，數(shù)據(jù)平面完成實(shí)際的轉(zhuǎn)發(fā)指示。事實(shí)上，通過網(wǎng)絡(luò)虛擬化，控制平面發(fā)揮的作用不只是轉(zhuǎn)發(fā)決策。集中式虛擬網(wǎng)絡(luò)管理平臺(tái)(VNMP)，如Open Daylight，具有物理和虛擬網(wǎng)絡(luò)的完全可視性。該VNMP作為受信任的實(shí)體來執(zhí)行虛擬網(wǎng)絡(luò)的發(fā)現(xiàn)、路由、管理、監(jiān)視和隔離。更高級(jí)別的應(yīng)用如負(fù)載平衡、威脅檢測(cè)/防御，和業(yè)務(wù)流程能夠調(diào)用VNMP的服務(wù)來執(zhí)行所需要的功能，如虛擬機(jī)遷移或虛擬網(wǎng)絡(luò)資源的訪問控制。

　　網(wǎng)絡(luò)虛擬化可以克服這個(gè)問題。VM的虛擬IP地址保持不變，因此不管應(yīng)用程序還是物理網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)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?yàn)榧�中式虛擬網(wǎng)絡(luò)管理平臺(tái)負(fù)責(zé)維持虛擬到物理地址的翻譯，這發(fā)生在一個(gè)地方。結(jié)果是，VM遷移變得簡(jiǎn)單，只需要根據(jù)預(yù)期變化更新 VNMP。誠(chéng)然，VNMP需要此信息推送到網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)OVS實(shí)體，但比在一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)所需的獨(dú)立的更新，自動(dòng)化變得更容易。

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　　最后，服務(wù)器租用說虛擬化網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)崿F(xiàn)，控制和管理虛擬機(jī)之間的虛擬網(wǎng)絡(luò)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�？傊�，虛擬化網(wǎng)絡(luò)的這些功能允許基于SDN的數(shù)據(jù)中心提高運(yùn)營(yíng)效率，具有比傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施更好的可伸縮性。

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