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面對服務器虛擬化的熱潮,顯然數據中心網絡的技術不會停滯不前,為了滿足服務器虛擬化的順利部署,數據中心網絡也迎來了新的變革,涌現出來一批新興的網絡技術,以滿足服務器虛擬化的需求。
服務器虛擬化技術在提升物理服務器CPU利用率、降低數據中心能耗、方便數據中心管理等方面有諸多優勢,我們常說的虛擬機就是虛擬化技術的具體應用形式。虛擬化技術是運行在內存中的一個操作系統實例,它與服務器的物理網卡沒有直接的聯系,對外的數據交互是通過Hypervisor模擬出來的網絡接口實現的。隨著虛擬化技術的成熟和X86 服務器CPU性能的提升,越來越多的數據中心開始向虛擬化轉型,如今在數據中心內的服務器上運行虛擬化軟件已經非常普遍了。正如唯物主義辯證法一樣,一個問題的解決必然會伴隨著新的問題產生,服務器的虛擬化有這么多的好處,卻給連接服務器的網絡帶來了難題。
舉個最簡單的例子,原來的服務器是一個網卡一個IP地址,通過一條鏈路連接到網絡中,而現在通過虛擬化可以虛擬出很多歌IP地址,而這些IP地址實際物理上還是通過一條鏈路連接到網絡中,在同時工作時流量都會全部擠在這一條鏈路上,多個虛擬化應用和網絡端口之間形成了多對一的關系,這樣就很難在單個端口上下發管理策略,增加了網絡管理的復雜度。
面對服務器虛擬化的熱潮,顯然數據中心網絡的技術不會停滯不前,為了滿足服務器虛擬化的順利部署,數據中心網絡也迎來了新的變革,涌現出來一批新興的網絡技術,以滿足服務器虛擬化的需求。當服務器部署了虛擬化后,網絡端口和服務器之間的對應關系由一對一變成了多對一,網絡技術首先要解決這個多對一的對應問題。顯然已經有人想到了解決的辦法,那就是VEB技術。VEB(Virtual Ethernet Bridges,即虛擬橋接網絡),用于連接虛擬機到接入網絡設備的網絡服務,VEB既可以通過軟件在 VMM中實現,也可以通過硬件支持SR-IOV特性的網卡完成。
軟件VEB指的是Hypervisor內部的虛擬交換機,目前主要指的就是Vmware的VSWITCH。VSWITCH從物理網卡上接收以太網報文,根據VMM下發的虛擬機MAC與VSWITCH邏輯端口對應關系表來轉發報文。軟件VEB節省了接入層網絡設備,對現有網絡標準兼容性好,但是卻在運行的過程中會耗費CPU資源,也缺乏網絡控制策略的實施能力,因此在實際應用中更偏向于使用硬件VEB技術。基于硬件實現的VEB技術是將軟件VEB的實現移植到服務器物理網卡上,通過網卡硬件改善VSWITCH占用CPU資源而影響虛擬機性能的問題。到后來HP又提出將虛擬交換機的實現移植到硬件交換機上,實現虛擬機之間的“硬件換”。
采用這種方法,通常只需要對網卡驅動、VMM橋模塊和外部交換機的軟件做很小的改動,從而實現低成本方案目標,對當前網卡、交換機、現有的以太網報文格式和標準影響最小,這種方式已經得到了絕大多數網絡廠商和服務器廠商的認可。不過這種方式需要在網絡中引入新的支持VEPA的交換機設備,增加了投入成本。目前來看,針對服務器虛擬化應用最佳的方案就是部署支持VEPA的硬件交換機。
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