未来网络虚拟化关键技术研究

未来网络虚拟化关键技术研究
未来网络虚拟化关键技术研究

未来网络虚拟化关键技术研究

Key Technologies in Future Internet Virtualization

2011-03-22

作者:韩言妮,覃毅芳,慈松

摘要:网络虚拟化可使得多个服务提供商动态组合多个异构的共存

却相互隔离的虚拟网。文章提出一种支持上下文感知的网络虚拟化实现方法,通过虚拟化网络资源和动态资源分配与控制技术建立底层资源与上层服务之间的映射关系,通过虚拟化层在应用层和底层基础网络间形成透明的隔离,同时采用认知管理的方式对虚拟化网络进行动态控制,以改善和提升互联网能力,满足端对端服务质量、安全性、可管理性等需求。

关键字:未来网络;网络虚拟化;资源分配;认知网络

英文摘要:Network virtualization allows different service providers to dynamically establish concurrent but isolated heterogeneous virtual networks. This paper proposes network virtualization that supports context-aware. Using allocation

and control technology for virtualization network resources and dynamic resources, a mapping relationship is established between substrate resources and upper service. A transparent separation can also be introduced in the virtualization layer between application layer and substrate infrastructure layer, and cognitive management can be implemented to dynamically control the virtualization network. In this way, the Internet can be greatly improved so that end to end QoS, security, and manageability are met.

英文关键字:future network; network virtualization; resource allocation; cognitive network

基金项目:国家自然科学基金项目(60372048、60496316、

2010ZX03004-002)

互联网从最初只考虑“尽力而为”的数据业务,发展到现在互联网的应用已经无所不包,并进入实时业务、流媒体等领域。据Internet 系统协会2009年 7月发布的数据显示,Internet已成为超过6亿个节点,核心节点系统处理能力达到每秒太比特级的全球超级信息系统

[1-2]。然而,因为互联网是由多种服务提供商提供服务,使得采纳一种新的架构或者在现有架构上进行一些修改变得十分困难,导致现有的互联网技术不利于支持移动性,影响了核心路由的扩展性,降低了现有安全机制的效能,阻碍了网络新技术的发展。为了解决互联网的“僵化”问题并刺激未来网络研究的创新,网络虚拟化的方法被提出来,并成为未来网络研究工作的重点[3-5]。通过允许网络共享相同的物理链路和路由器等物理资源,构建健壮的、可信的、易于管理的虚拟环境,为各种各样的虚拟网请求分配合适的虚拟资源,实现资源共享,提高基础设施资源利用率,是网络虚拟化的主要目标。

1 虚拟化的发展历程及技术基础

虚拟化在信息和通信领域是一个非常宽泛的概念。这个概念首次于1960年在计算机领域被提出,表示从物理资源中抽象出逻辑计算资源的通用技术。重要虚拟技术的发展历程如图1所示。虚拟技术与隐藏/共享物理有关,同样也包括虚拟资源,例如目标操作系统、硬件、CPU和嵌入系统、网络或实践中采用的存储。目前存在很多虚拟化概念。在计算机领域虚拟化技术已被应用到了内存虚拟化、存储虚拟化和桌面虚拟化中;在通信领域,虚拟化与许多技术相关,例如异步传输模式 (ATM)虚拟电路、多协议标记交换(MPLS)虚拟路径、虚拟专有网络(VPN)、虚拟局域网(VLAN)、虚拟重叠网。

1.1 虚拟局域网

一个虚拟局域网(VLAN)是逻辑上在同一广播域下连接起来的一组主机,而与它们的物理连接无关。虚拟局域网在网络执行、管理和重新配置等方面十分灵活。传统的VLAN基本上基于第二层构建。一个VLAN中的所有帧在MAC头中具有一个共同的VLAN ID,支持VLAN 的交换机实用目的媒体访问控制(MAC)地址和VLAN ID来转发帧。多个交换机上的不同VLAN可以通过中继的方法连接起来。

1.2 虚拟专用网

一个或多个企业的专用通信网,其节点是分布式的,通过公共通信网以隧道方式连接起来。每个虚拟专用网(VPN)包括一个或多个用户边缘(CE)设备,这些 CE连接到提供商边缘(PE)路由器上。VPN曾

经取得了巨大的成功,但是VPN距离网络虚拟化还有一些差距:所有的VPN网都基于相同的技术和协议栈,限制了多种组网方案的共存;虚拟网资源无法实现真实的隔离,VPN服务提供者和设施提供者的角色依然没有分开。

1.3 重叠网

重叠网是在现有网络物理拓扑结构之上创造的虚拟拓扑结构。重叠网中的节点通过虚拟链路相连接,对应底层网络中的路径。从路由器的性能和利用率、多播、服务质量(QoS)、服务攻击的保护、内容分发到文件共享和存储系统,重叠网在研究中得到了广泛关注。重叠网通常是在应用层执行,如P2P网络是在应用层上的重叠。但重叠技术不能实现路径分离,同时只能在基于IP层上的应用层进行部署和设计,因此不能支持异构的网络架构。

目前的网络虚拟化技术,例如ATM、MPLS和其他类似的技术主要是链路的虚拟化而不是全网络解决方案的虚拟化。而更高级的一些解决方案,例如VPN,仅仅是使用公用网络的技术来满足安全、共享、应用的可兼容执行环境,只能提供简单的虚拟连接或IP转发,不能用于端到端的部署或底层基础设施的全虚拟化。重叠虚拟网的许多方案通过引入应用层网络,更接近于全虚拟化的概念。为了支持未来网络“演进”式架构,需要使用网络虚拟化技术提供虚拟网络环境,

允许多个服务提供商,将许多网络实例部署在一个公共的物理网络

设施上,动态组合出异构、共存却相互隔离的虚拟网。但是这种虚拟化网络的类型一定不能与当前的技术混淆,如虚拟专有网络,仅提

供一种通信隔离,而虚拟化网络需要在未来网络架构下将IP网络与

并行的非IP网络进行自治的管理控制和灵活的安全隔离,以提高使

用网络虚拟化作为未来网络的基础。

2 国际上的研究项目

2.1 PlantLab项目

PlantLab[6]是一个支持新的网络服务而开发的全球性重叠网。PlantLab结合分布式系统和网络虚拟化的优势实现节点的虚拟化,

用于设计、评价、部署地理上分布式的网络服务。PlanetLab架构

的设计中心思路是切片。每个服务运行在PlanetLab的一个切片中,一个切片包含一定数量的进程、内存、存储和跨越很多分布式独立

节点的网络资源。切片不仅仅是分布式资源的简单相加,更是虚拟机的网络。切片把物理资源分配到每个虚拟机上。

2.2 Geni项目

Geni[7]借鉴PlantLab和其他类似的试验床,通过搭建一个开放、

大规模、现实的实验设施,代表终端用户承载真实流量并连接现有互联网到外部站点。Geni实现评价新的网络架构创新的全球环境,从而为研究者提供一个创建定制虚拟网络和无限制实验的机会。GENI

从空间和时间两个方面将资源以切片形式进行虚拟化,为不同网络实验者提供他们需求的网络资源(如计算、缓存、带宽和网络拓扑等),并提供网络资源的可操作性、可测性和安全性。

2.3 VINI项目

VINI[8]类似于PlantLab但更接近于GENI。VINI同时支持X-Bone 或VIOLIN的虚拟网络。VINI提供了比PlantLab更多的自由,因为PlantLab仅仅在路由器层次上实现虚拟化。VINI的原型在PlantLab 上实现,通过将可获得的软件进行组合,实现运行软件路由器的重叠网的具体实例,并允许多个这样的重叠网并行存在。VINI使用XORP 来路由,Click来进行包转发和网络地址翻译,并用OpenVPN服务器来连接终端用户。

2.4 CABO项目

CABO[9]实现了完全虚拟化,将因特网业务提供商(ISP)的角色进行分解,允许服务提供者同时在不同的基础设施提供者拥有的设备上运行多个端到端的服务。CABO支持虚拟路由器的自动迁移,从一个

物理节点到另外一个物理节点。同时CABO提出的多层路由计划具有可扩展特性,能快速响应网络条件的任何改变。在支持可编程路由器方面,CABO类似于主动网络的研究,但不允许用户对网络编程,而服务提供者可以定制网络来为终端用户提供端到端的服务。

2.5 4WARD项目

4WARD虚拟化框架允许多个网络在一个通用的平台上,通过网络资源运营级的虚拟化进行共存。4WARD可以支持异构虚拟网络在一个安全、可信的商业环境下,进行按需的实例化和可靠的互操作。4WARD 同时支持异构网络技术的虚拟化(包括有线和无线)、异构终端用户设施和新型网络协议等。这些都是 4WARD核心框架设计的一部分,但4WARD期望将网络虚拟化带给终端用户,而不仅仅把它限制在试验网络或试验床上。

从上述研究计划中,可以看出目前虚拟化技术在网络技术、协议层次和虚拟粒度上出现了3种趋势[10-11]。

(1)粒度越来越细

早期的虚拟化项目只关注在连接的虚拟节点或在物理节点之间部署虚拟链路,实现虚拟网的隔离。最近的研究例如GENI、4WARD等,

不仅仅实现节点或链路的虚拟化,更关注通过有效的完整隔离实现服务器、交换机、网络管理平面的虚拟化。

(2)层次越来越低

虚拟网络的研究存在着不同的分层,从物理层(如UCLP)到应用层(如VIOLIN),虚拟化的层次越低。虚拟网络对更高层的协议越来越不可知,虚拟网络的灵活性将更高。

(3)越来越关注网络的异构环境

随着移动和无线设备数量的增加,专门网络技术的出现(例如传感器网络)。网络虚拟化尝试在一个集成环境下兼容多种异构网络技术,更关注平滑不同技术的差异。

3 支持上下文感知的网络虚拟化技术

可以看出,网络虚拟化技术可以不受现有互联网“僵化”设计缺陷影响,通过虚拟网络环境为新技术的测试、验证提供创新的试验平台,支持不同网络架构的共存与管理,激发网络技术的创新,提高网络的灵活性。另一方面,现有互联网的QoS保障机制存在缺陷,互联网仅提供“尽力而为”转发服务,难以满足上层业务的 QoS需求,通过虚拟化的方法,对底层资源(包括链路资源、节点资源等)优化组合,可以动态获得较为可靠的QoS能力,从而支持上层业务的QoS需

求。因此,本文提出一种支持上下文感知的网络虚拟化实现方法,从虚拟化的分层模型、动态资源分配与控制和虚拟网络创建流程3个方面进行介绍。

3.1 分层模型

在网络虚拟化分层模型中,包含如下3层结构:基础设施层、虚拟化重叠层以及服务层,如图2所示。基础设施层由众多的基础设施提供者(InP)组成,每个 InP包括大量的可编程的支持虚拟化的节点,例如路由器及终端服务器等。InP通过虚拟化资源统一描述方式将底层资源的细节屏蔽,为上层提供统一的虚拟资源抽象。虚拟化重叠层基于分布式智能多代理系统,由一系列分布的域管理器组成。每个域管理器对应相应的一个InP。域管理器负责资源的探测、抽象,虚拟资源的分配、调度,虚拟网的创建、实例化。服务层由众多相互隔离的虚拟网组成。这些虚拟网由用户或者用户代理发起的请求进行驱动,由域管理器进行调度、分配、创建,完成特定的功能。这些特定的功能主要包括两大方面:新型网络协议、架构的测试验证和针对特定的服务需求,实现特定的虚拟专网。

对于虚拟化层中域管理器之间的协同和交互问题,可以采用集中或分布式的管理方式,按照特定的协议交互信息,以获得相关域管理器的资源信息。每个域管理器内部由一系列相应的功能模块构成:

资源发现、情境建模、资源映射以及特定的策略库等组成,如图3所示。资源发现主要是确定它们管理网络的拓扑和相应网络元素的状态,更进一步,邻近的域管理器也同样共享状态信息,在网络之间建立链路,实现域间虚拟网络的构建。虚拟资源映射主要是按照策略库中的约束对虚拟节点和虚拟链路分配到相应的物理的节点和路径上,目前主要有静态分配和动态分配两种方式[11-13]。

3.2 动态资源分配和控制

虚拟化重叠层逻辑上可以分为虚拟化子层和控制子层,不仅可以实现网络隔离与资源共享,同时可以与业务层面进行交互,并对底层网络基础设施进行集成与管理,实现互联网的上下文感知和资源的优化配置。业务感知的动态资源分配和控制如图4所示。这里借鉴通信网络的认知技术,感知当前内外环境和网络状态的变化,并依据网络整体目标及端到端需求,通过执行适当的学习推理机制,利用感知到的网络环境和状态信息获取网络自主决策,实时动态地调整网络配置,从而使网络可以通过自管理和自学习能力来完成管理任务的自动化,最终实现对网络的自配置、自优化、自恢复和自保护等操作。

可以看出这些需要感知的信息与资源或拓扑发现和资源消耗及资源可用性等相关。感知通常包括2个部分:网络资源感知(资源发现、可利用资源的定性和定量评价和故障检测)及网络状态感知(提供资源消耗和承载流量属性信息的操作)。通过监控网络运行的上下文以及运行的网络状态,以评估网络当前行为是否与其业务目标相符。规划单元的主要功能则是对所采集的信息进行学习和推理,实现对网络资源可用性,以及所处网络环境变化实现实时识别和感知的目的,并依据认知结果进行动态决策,从而指导网络进行智能重构。网络的智能重构可以采用基于策略的网络管理方式。网络管理策略是一组规则,每条规则由一组条件和动作组成。条件中定义了规则使用的参数,一旦规则的条件满足,规则中的动作就能够被触发,从而实现系统自动调整功能。基于策略的网络管理的是一个系统化的网络管理系统,它强调的是系统能够在运行时依据管理者设定的目标需

求,对网络资源进行动态的配置和重配置,从而达到动态适应网络环境变化,优化网络资源利用率的目标。

3.3 虚拟网络的创建流程

基于上述的分层架构和动态资源分配技术,可以实现虚拟网络的创建流程,其中虚拟资源的抽象、映射、管理是网络虚拟化的关键。虚拟网流程如图5所示。

首先终端用户发起资源请求,通过统一资源描述的方式对用户需求与物理资源的描述进行相似度匹配,其中需求的描述包括节点的数目、处理能力、链路的带宽,拓扑信息等。目前的虚拟资源描述解决方案多是用可扩展标记语言(XML)进行描述,从而满足灵活性、可扩展性、层次性、安全性等需求。

其次进行虚拟资源的映射,也称为“虚拟网的嵌入”。即在用户将需求准确的描述给域管理器后,域管理器将这些虚拟网络请求进行划分,分别映射到不同的基础设施提供者上,这也是虚拟网创建过

程中最重要的环节。资源映射属于多目标多约束问题。一方面,要同时满足用户的节点、链路的需求;另一方面,要使得资源的开销最低、InP收益尽量最大化,还要兼顾负载均衡等问题。目前基于代理的集中式和基于策略的分布式映射算法是域间虚拟网络映射的热点

研究问题。这个过程涉及到虚拟资源的动态探测,通过域管理器周

期性的扫描本地域所管理的资源,将资源的属性和状态收集、储存起来,放到虚拟资源池中,并以列表的形式招贴出来,供其余的域管

理器查看、调度。

最后是虚拟网的实例化构建。域管理器选定可用的虚拟资源后,进行资源绑定而实现虚拟网络的实例化,将用户需要的虚拟环境安装到底层的设备中,在虚拟机中部署用户需要的协议、软件等,如支

持某种路由协议的XORP软件,然后将这些资源连接起来,形成用户

需要的特定虚拟网络。在虚拟网进行实例化后,用户可以通过域管

理器提供的接口(Web接口或SSH接口等)对虚拟网络进行管理和控制。同时规划单元负责虚拟网状态的监控,按照用户反馈的信息对虚拟网进行动态的局部调整,如增加或者删减某些节点,扩大或者缩小链

路的带宽等。在虚拟网的生存周期结束时,域管理器将会注销虚拟网,收回绑定的资源,并更新虚拟资源池中的资源状态。

4 结束语

当前互联网“端到端透明”的原则设计只是提供简单尽力而为

地传递信息,在服务质量、安全性、可扩展性和可管理性方面存在严重的缺陷。因此未来网络需要业务的上下文感知和网络资源的优化传输。本文通过虚拟化网络资源和动态资源分配和控制技术建立底层资源与上层服务之间的映射关系;通过虚拟化层,在应用层和底层基础网络间形成透明的隔离;采用认知管理的方式对虚拟化网络进行动态控制,改善和提升互联网能力,满足端对端QoS保证、安全性、可管理性等需求,适应服务和资源来满足用户的需求和业务目标。

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12p.

收稿日期:2011-01-23

韩言妮,北京航空航天大学博士毕业;中科院声学所高性能网络实验室担任助理研究员;主要研究方向为未来网络和网络科学。

覃毅芳,中国科学院声学研究所在读博士研究生;研究方向为认知网络技术、移动通信技术、分布式计算和P2P网络技术等。

慈松,中国科学院声学研究所研究员、美国内布拉斯加大学林肯分校副教授、智能泛在计算实验室主任、IEEE高级会员、IEEE COMSOC MMTC SIG Chair;已发表论文80篇,申请专利2项,撰写专著1部。

网络功能虚拟化白皮书-中文版 v1.2

网络功能虚拟化 ----概念、益处、推动者、挑战及行动呼吁 目标 本文是由网络运营商撰写的无版权白皮书。 本文的主要目标是概要的描述网络功能虚拟化(不同于云和软件定义网络SDN)的益处,推动者及面临的挑战,以及为什么要鼓励国际间的合作,来加速推动基于高市场占有率的行业标准服务器通信解决方案的开发和部署。 推动组织和作者 AT&T: Margaret Chiosi. BT: Don Clarke, Peter Willis, Andy Reid. CenturyLink: James Feger, Michael Bugenhagen, Waqar Khan, Michael Fargano. China Mobile: Dr. Chunfeng Cui, Dr. Hui Deng. Colt: Javier Benitez. Deutsche Telekom: Uwe Michel, Herbert Damker. KDDI: Kenichi Ogaki, Tetsuro Matsuzaki. NTT: Masaki Fukui, Katsuhiro Shimano. Orange: Dominique Delisle, Quentin Loudier, Christos Kolias. Telecom Italia: Ivano Guardini, Elena Demaria, Roberto Minerva, Antonio Manzalini. Telefonica: Diego López, Francisco Javier Ramón Salguero. Telstra: Frank Ruhl. Verizon: Prodip Sen. 发布日期 2012年10月22至24日,发布于软件定义网络(SDN)和OpenFlow世界大会, Darmstadt-德国。

网络存储技术试卷(有答案)教学文案

网络存储技术试卷(有 答案)

一、单项选择题 1、使用串行传输方式的硬盘接口不包括( ) A. SAS B. FC C. SATA D. SCSI 2、RAID6级别的RAID组的磁盘利用率(N:成员盘个数): ( ) A. N/(N-2) B. 100% C. (N-2)/N D. 1/2N 3、对于E-mail或者是DB应用,以下哪个RAID级别是不被推荐的 : ( ) A. RAID10 B. RAID6 C. RAID5 D. RAID0 4、磁盘阵列中映射给主机使用的通用存储空间单元被称为( ),它是在RAID 的基础上创建的逻辑空间。 A. LUN B. RAID C. 硬盘 D. 磁盘阵列 5、下列RAID技术无法提高读写性能的是:( ) A. RAID0 B. RAID1 C. RAID3 D. RAID5 6、下列RAID技术中可以允许两块硬盘同时出现故障而仍然保证数据有效的是:( ) A. RAID3 B. RAID4 C. RAID5 D. RAID6 7、下列RAID技术中无法提高可靠性的是() A. RAID0 B. RAID1 C. RAID10 D. RAID01 8、主机访问存储路径顺序为( ) A. 文件系统->应用系统->卷->I/O子系统->RAID控制器->磁盘 B. 应用系统->文件系统->卷->I/O子系统->RAID控制器->磁盘 C. 应用系统->文件系统->I/O子系统->卷->RAID控制器->磁盘 D. 应用系统->文件系统->卷->RAID控制器->I/O子系统->磁盘 9、下列RAID技术中,磁盘空间利用率最低的是( ) A. RAID1 B. RAID3 C. RAID0 D. RAID05

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大屏显示行业新技术崛起及未来发展前景 随着LED产业制造能力的发展,在过去5年LED大屏的成本显着下降。这一点促成了LED大屏在市场应用规模上的质的提升。目前,户外大型全彩LED大屏已经从几年前的地标性高端产品,过渡为一般性户外广告手段。在三四级,甚至农村城镇市场,LED大屏已经以各种方式渗透到更为广阔的市场空间内。成为了一支独特的大屏显示技术力量。 传统LED大屏幕的优势在于,画面尺寸无限拼接和高亮度显示。后者使其成为唯一适合室外环境大规模使用的显示技术。同时,高亮的特点也使得LED大屏幕能够在舞台背景效果应用领域大展身手。但是,LED大屏也有其缺点,那就是产品点距的限制。 传统LED大屏的像素点距过大、显示密度不足,这阻碍了LED大屏在近距离显示,尤其是室内环境下的应用。但是,随着LED大屏技术的进步,高像素密度的显示能力在不断提升,LED大屏也在借助于2毫米以下点距的新产品进入室内工程领域,并成为一些特种行业客户的首选产品。 未来前景 同时,随着LED产业制造能力的发展,在过去5年LED大屏的成本显着下降。这一点促成了LED大屏在市场应用规模上的质的提升。目前,户外大型全彩LED大屏已经从几年前的地标性高端产品,过渡为一般性户外广告手段。在三四级,甚至农村城镇市场,LED大屏已经以各种方式渗透到更为广阔的市场空间内。成为了一支独特的大屏显示技术力量。 因此,虽然目前OLED显示产业大型化过程依然不顺利,但是该技术作为未来大屏市场的主流技术的地位是可以预估的。目前,LCD产业上游核心厂商,在该产品拼接单元接缝小型化方面的积极性并不高的一个重要原因,也是因为预估到了OLED对LCD的替代作用。在未来十年的中后期,随着OLED显示技术大型化的成熟,拼接墙市场必然面临向OLED技术的过渡。 对于这种演进趋势,最主要的产业判断应该是:OLED会在接缝性能上媲美目前的pdp和dlp,但是几乎没有二者的缺点,而且渴望在成本上和可维护性上表现更为出色。同时依赖于有机材质的基板,OLED 单元也可作柔性拼接系统的应用。这些特点都将有利于OLED产品在大屏市场形成“一家独大”的局面。而对于大屏行业的企业,实现从传统产品向OLED过度的路线图应该包括对液晶等平板拼接产品的重视和市场培养。 所以,近日毅然选择进入平板拼接行业的DLP拼接厂商,不仅是出于对平板拼接产品,尤其是LCD产品低成本特性的市场考量,也应当是出于对未来整个行业演进趋势的考量。这种转变是一种长达十年的战略投资。 第六传输和控制技术的革新。从过去的十年到未来的十年,大屏产业在信号传输和控制技术上都会处于快速发展阶段。 过去的几年里,大屏产业先后解决了高清、1080p和3D视频的长效传播和控制技术,实现了大屏市场的高清3D化。未来,大屏应用还将继续完善提升高清和3D传输系统的体验效果,并向4K传输等更高等级的带宽性能标准演进。同时,基于更为廉价的材质、更为统一的传输标准的系统也在出现。其中HDBASET技术规范是一个重要方向。新的客户要求包括了:系统的简洁一致性、低成本高可维护性和尽力兼容传统以太网络,甚至在传输控制中采用更多通用网络设备、IT设备的要求。

未来网络虚拟化关键技术研究

未来网络虚拟化关键技术研究 摘要:网络虚拟化可使得多个服务提供商动态组合多个异构的共存却相互隔离的虚拟网。文章提出一种支持上下文感知的网络虚拟化实现方法,通过虚拟化网络资源和动态资源分配与控制技术建立底层资源与上层服务之间的映射关系,通过虚拟化层在应用层和底层基础网络间形成透明的隔离,同时采用认知管理的方式对虚拟化网络进行动态控制,以改善和提升互联网能力,满足端对端服务质量、安全性、可管理性等需求。 关键字:未来网络;网络虚拟化;资源分配;认知网络 英文摘要:Network virtualization allows different service providers to dynamically establish concurrent but isolated heterogeneous virtual networks. This paper proposes network virtualization that supports context-aware. Using allocation and control technology for virtualization network resources and dynamic resources, a mapping relationship is established between substrate resources and upper service. A transparent separation can also be introduced in the virtualization layer between application layer and substrate infrastructure layer,

云计算数据中心网络虚拟化技术

云计算数据中心网络虚拟化技术 Network1:VM 本地互访网络,边界是Access Switch ,包括物理服务器本机VM 互访和跨Access Switch 的不同物理服务器VM 互访两个层面。 Network2:Ethernet 与FC 融合,就是FCoE ,边界仍然是Access Switch 。 Network3:跨核心层服务器互访网络,边界是Access Switch 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Core Switch 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。 1) 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。 2) 更多的接口,更多的带宽,至少按照一万个万兆端口容量构建资源池。 3) 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。 4) 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。 5) 服务器前后端网络融合,DC 内部网络整合。 李 明 杭州华三通信技术有限公司 杭州 100052 摘 要 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,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。 关键词 云计算;数据中心;网络虚拟化技术 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,当前数据中心里面已经很少见了。而新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各种网络类型,数据中心网络流量的根本出发点是Server ,结合云计算最适合的核心-接入二层网络结构,各种网络分类如图1所示。 Client Network5 Network4 Network3 Network2Network Core Layer Access Layer Physical Server(PS) VM/PS VM VM VM/PS DC Sitel DC Site2 图1 网络分类

虚拟化优缺点

1 引言 随着网络维护管理模式由分散式粗放型向集中式精细化管理模式迈进,铁通公司提出了“强化支撑能力,加强网络集中化管理,在集中化维护管理的基础上,逐步实现核心机房的联合值守和非核心机房的无人值守”的目标。 如何在有限的资金投资的前提下实现网管集中的目标,同时满足降低网络维护成本,达到维护出效率,节能减排的指标要求,是我们在网管集中工作中重点关注和努力的方向。由于铁通陕西分公司部分网管未搭建统一的集中化平台,制约了网管集中及维护管理模式集中化推进工作的整体实施,通过搭建虚拟化平台,实现了网管集中化维护管理的要求。 2 现有网管集中技术的缺陷及弊端 2.1技术落后、效率低下 既有网管接入方式主要采取将放置在机柜中的几十台工作站终端逐个接人KVM,通过KVM终端盒接入显示器,通过显示器进行切换分别进入不同的工作站终端进行维护操作。 从以下流程中可以看到。运维人员在处理一个区域的告警信息时无法看到其他区域的告警信息,只有在处理完这个区域的告警信息后才能处理下一个区域的信息,那么排在后面检查的区域告警往往得不到及时的处理,且随着业务系统的增加,维护人员需要管理的系统越来越多,这种轮询检查的方式将越来越成为制约维护效率提升的瓶颈。 2.2网管终端设备数量多维护成本居高不下。 几十台网管终端占据机房机柜资源,大量的终端清扫、部件维护和更换等在增加维护人员工作量的同时也增加了维护成本。同时新增系统时需增加网管终端

及机柜,受机房条件制约性很大。不算人工工作量,仅终端维修费支出每年平均在6.8万元。 2.3带来耗电量及运营成本的增加 从维护成本支出上计算,每台工作站终端按250W 能耗计算,在不考虑空调等耗电量的情况下,每年需要消耗近20万度电。 2.4系统架构分散使得管理难度、网管系统安全隐患增大。 由于系统架构分散,无备用终端,一旦故障,不能得到及时修复,对网络正常运行形成潜在威胁。 3 虚拟机技术介绍 计算机虚拟技术是指计算元件在虚拟的基础上而不是真实的基础上运行。虚拟化技术可以扩大硬件的容量,简化软件的重新配置过程。允许用户在一台服务器上同时运行多个操作系统,并且应用程序都可以在相互独立的空间内运行而互不影响,从而显著提高计算机的工作效率。虚拟化能在虚拟机技术(Virtual Machine Monitor)中,不再对底层的硬件资源进行划分,而是部署一个统一的Host系统。 在Host系统上,加装了Virtual Machine Monitor,虚拟层作为应用级别的软件而存在,不涉及操作系统内核。虚拟层会给每个虚拟机模拟一套独立的硬件设备。包含CPU、内存、主板、显卡、网卡等硬件资源,在其上安装所谓的Guest操作系统。最终用户的应用程序,运行在Guest操作系统中。 虚拟可支持实现物理资源和资源池的动态共享,提高资源利用率,特别是针对那些平均需求远低于需要为其提供专用资源的不同负载。这种虚拟机运行的方式主要有以下优势。

四种常见的网络存储技术比较及区别

四种常见的网络存储技术比较及区别 目前高端服务器使用的专业网络存储技术大概分为四种,有DAS、NAS、SAN、iscsl,它们可以使用RAID阵列提供高效的安全存储空间。 一、直接附加存储(DAS) 直接附加存储是指将存储设备通过SCSI接口直接连接到一台服务器上使用。DAS购置成本低,配置简单,使用过程和使用本机硬盘并无太大差别,对于服务器的要求仅仅是一个外接的SCSI口,因此对于小型企业很有吸引力。但是DAS也存在诸多问题:(1)服务器本身容易成为系统瓶颈;(2)服务器发生故障,数据不可访问;(3)对于存在多个服务器的系统来说,设备分散,不便管理。同时多台服务器使用DAS时,存储空间不能在服务器之间动态分配,可能造成相当的资源浪费;(4)数据备份操作复杂。 二、网络附加存储(NAS) NAS实际是一种带有瘦服务器的存储设备。这个瘦服务器实际是一台网络文件服务器。NAS设备直接连接到TCP/IP网络上,网络服务器通过TCP/IP网络存取管理数据。NAS作为一种瘦服务器系统,易于安装和部署,管理使用也很方便。同时由于可以允许客户机不通过服务器直接在NAS中存取数据,因此对服务器来说可以减少系统开销。NAS为异构平台使用统一存储系统提供了解决方案。由于NAS只需要在一个基本的磁盘阵列柜外增加一套瘦服务器系统,对硬件要求很低,软件成本也不高,甚至可以使用免费的LINUX解决方案,成本只比直接附加存储略高。NAS存在的主要问题是:(1)由于存储数据通过普通数据网络传输,因此易受网络上其它流量的影响。当网络上有其它大数据流量时会严重影响系统性能;(2)由于存储数据通过普通数据网络传输,因此容易产生数据泄漏等安全问题;(3)存储只能以文件方式访问,而不能像普通文件系统一样直接访问物理数据块,因此会在某些情况下严重影响系统效率,比如大型数据库就不能使用NAS. 三、存储区域网(SAN) SAN实际是一种专门为存储建立的独立于TCP/IP网络之外的专用网络。目前一般的SAN 提供2Gb/S到4Gb/S的传输数率,同时SAN网络独立于数据网络存在,因此存取速度很快,另外SAN一般采用高端的RAID阵列,使SAN的性能在几种专业网络存储技术中傲视群雄。SAN由于其基础是一个专用网络,因此扩展性很强,不管是在一个SAN系统中增加一定的存储空间还是增加几台使用存储空间的服务器都非常方便。通过SAN接口的磁带机,SAN系统可以方便高效的实现数据的集中备份。SAN作为一种新兴的存储方式,是未来存储技术的发展方向,但是,它也存在一些缺点:(1)价格昂贵。不论是SAN阵列柜还是SAN必须的光纤通道交换机价格都是十分昂贵的,就连服务器上使用的光通道卡的价格也是不容易被小型商业企业所接受的;(2)需要单独建立光纤网络,异地扩展比较困难;

虚拟化的前景

虚拟化的应用前景 2009-11-28 19:56 摘要:本文从虚拟化的定义入手,概述虚拟化在现在的一些应用。从而推测虚拟化在未来的发展和虚拟化的广阔前景。并简单介绍了云计算和虚拟PC。通过个大公司在虚拟化上的激烈竞争和大量投入。而预测虚拟化带来的科技风暴。同时虚拟化也将拉动硬件和软件的发展。带来巨大的市场前景。 虚拟化是一个广义的术语,是指计算元件在虚拟的基础上而不是真实的基础上运行,是一个为了简化管理,优化资源的解决方案.把有限的固定的资源根据不同需求进行重新规划以达到最大利用率的思路,在IT领域就叫做虚拟化技术。在计算机方面虚拟化通常是指计算元件在虚拟的基础上而不是真实的基础上运行。虚拟化技术可以扩大硬件的容量,简化软件的重新配置过程。CPU的虚拟化技术可以单CPU模拟多CPU并行,允许一个平台同时运行多个操作系统,并且应用程序都可以在相互独立的空间内运行而互不影响,从而显著提高计算机的工作效率。完整的情况需要CPU、主板芯片组、BIOS和软件的支持。下面便是一些权威对虚拟化的定义。 “虚拟化是以某种用户和应用程序都可以很容易从中获益的方式来表示计算机资源的过程,而不是根据这些资源的实现、地理位置或物理包装的专有方式来表示它们。换句话说,它为数据、计算能力、存储资源以及其他资源提供了一个逻辑视图,而不是物理视图。” —— Jonathan Eunice, Illuminata Inc。 “虚拟化是表示计算机资源的逻辑组(或子集)的过程,这样就可以用从原始配置中获益的方式访问它们。这种资源的新虚拟视图并不受实现、地理位置或底层资源的物理配置的限制。” —— Wikipedia “虚拟化:对一组类似资源提供一个通用的抽象接口集,从而隐藏属性和操作之间的差异,并允许通过一种通用的方式来查看并维护资源。” —— Open Grid Services Architecture Glossary of Terms 虚拟化技术可以扩大硬件的容量,简化软件的重新配置过程。CPU的虚拟化技术可以单CPU模拟多CPU并行,允许一个平台同时运行多个操作系统,并且应用程序都可以在相互独立的空间内运行而互不影响,从而显著提高计算机的工作效率。 虚拟化技术与多任务以及超线程技术是完全不同的。多任务是指在一个操作系统中多个程序同时并行运行,而在虚拟化技术中,则可以同时运行多个操作系统,而且每一个操作系统中都有多个程序运行,每一个操作系统都运行在一个虚拟的CPU或者是虚拟主机上;而超线程技术只是单CPU模拟双CPU来平衡程序运行性能,这两个模拟出来的CPU是不能分离的,只能协同工作。 虚拟化的现状。2006年初,英特尔宣布了其初步完成的Vanderpool技术外部架构规范(EAS),并称该技术可帮助改进未来虚拟化解决方案。 英特尔表示,把Vanderpool应用于安腾架构平台,同时还计划在台式机处理器和芯片组产品中采用该技术。

未来互联网络研究进展及关键技术_靳俊峰

73 靳俊峰,方青,田明辉 (中国电子科技集团公司第三十八研究所数字技术部,安徽合肥 230088) 摘 要: 目前,互联网的应用已有40多年的历史,发展到今天面临许多未曾想象的挑战,尤其在商业应用方面。安全性、可移动性、内容分发等新的迫切需求通过增量式打补丁已经难以满足。因此,需要一种全新设计的网络来解决这些挑战,即未来互联网络。文章主要对国内外的研究进展做了分析,指出了未来互联网络需要解决的若干关键问题。 关键词: 未来互联网络;虚拟化;可编程;安全性中图分类号:TP393.08 文献标识码:A 文章编号:1671-1122(2013)02-0073-03 Research Progress and Key Technologies on Future Internet JIN Jun-feng, FANG Qing, TIAN Ming-hui ( No. 38 Research Institute of CETC, Hefei Anhui 230088,China ) Abstract: The current Internet, which was designed over 40 years ago, is facing unprecedented challenges in many aspects, especially in the commercial context. The emerging demands for security, mobility, content distribution, etc. are hard to be met by incremental changes through ad-hoc patches. New clean-slate architecture designs based on new design principles are expected to address these challenges. In this survey article, we investigate many ongoing research projects from United States, the European Union, Japan, China, and analyze some critical problems to be solved. Key words: future Internet; virtualization; programmable; security doi :10.3969/j.issn.1671-1122.2013.02.020 未来互联网络研究进展及关键技术 基金项目:国家科技支撑计划项目[2011BAH24B05]作者简介:靳俊峰(1983-),男,山西,工程师,博士,主要研究方向:雷达数据处理、多源信息融合、计算机网络; 方青(1971-),男,安徽,高级工程师,硕士,主要研究方向:雷达情报系统设计、信息融合处理、软件工程; 田明辉(1981-),男,黑龙江,工程师,博士,主要研究方向:雷达数据处理、无源定位。 0 引言 随着无线通信、超高速光通信、高性能计算和软件等技术的迅速发展,以及三网融合、物联网、云计算、大数据等互联网创新应用的不断涌现,40多年前发明的以IP v4协议为基础的传统互联网在规模、功能和性能等方面面临着越来越严峻的挑战[1]。主要表现为: 第一,扩展性不足。据统计,2011年基于IP v4的全球路由表表项数目已接近40万,而且随着网络规模的不断增大,路由表呈指数级增长。第二,网络安全漏洞多,可信任度不高。根据赛门铁克诺顿公司的安全报告,中国国内因网络安全与网络犯罪每年造成全国直接经济损失达人民币2890亿元,有超过2.5亿网民成为网络安全问题的受害者。第三,可靠性和网络服务质量(QoS)控制能力低下。IP 网的设计理念是网络没有智能,智能放在终端侧,即IP 网是一个傻瓜网。这是造成IP 网不可控、不可管的根本原因。第四,移动性支持不足。以IP v4和IP v6为基础的传统互联网基于固定(有线)方式接入,未考虑移动应用环境中无线网络和小型终端可能带来的问题,因此难以实现高效的移动互联。第五,能耗巨大,能源利用率低。据思科公司的分析报告显示,当今网络骨干链路的带宽利用率不足40%,大量路由设备负载较低。测试表明路由器在低负载和满载情况下的能耗非常接近,因此目前路由器大都工作在低负载、高能耗的模式下。 为了应对这些技术挑战,美国、欧洲、日本以及中国的科技人员从20世纪90年代就开始进行基于IP v6协议的下一代互联网络研究。中国“十二五”规划明确提出“宽带中国”战略,大规模IP v6网络正在建设中。但IP v6网络是在现有网络架构基础上进行改良与整合,只部分解决了需求多样性、功能复杂性、终端移动性等问题。这种“演进式”的思路是对现有网络协议进行烟囱式、拼盘式的改进,加剧了网络自身的复杂性,难以实现网络的有效管理和全局优化。因此需要一种从体系架构、运行机理、管理机制等方面重新设计的“革命式”方案,即未来互联网络。

网络虚拟化技术要点及实践

网络虚拟化技术要点及实践 作者简介:余伟明王燕伟朱旭明 摘要:云计算网络作为云计算基础架构和服务提供的重要组成部分,需要满足更高的要求。本文首先给出网络的重要性,之后从数据中心网络、跨数据中心网络分析了主要技术要点,同时说明广东联通在实践过程中遇到的问题及关注要点。 关键词:云计算、虚拟化、虚拟化网络、数据中心 1前言 云计算技术是IT行业的一场技术革命,已经成为了IT行业未来发展的方向,这种趋势使得IT基础架构的运营专业化程度不断集中和提高,从而对基础架构层面,特别是网络层面提出了更高的要求。虚拟化的计算资源和存储资源最终都需要通过网络为用户所用。如何让云平台中各种业务系统尽可能安全的使用云平台网络,如何让业务便利的接入和使用云计算服务,以及通过网络满足数据中心间的数据传输和配置迁移,如何通过虚拟化技术提高网络的利用率,并让网络具有灵活的可扩展性和可管理性,这些都是云计算网络研究的重点。 随着增值业务系统的发展,原有传统数据中心存在资源利用率低、维护成本高、电力消耗严重等诸多弊端。由此广东联通开展了以构建云计算平台实现动态基础架构的数据中心,通过虚拟化手段进行物理资源的共享,节约单一系统的使用成本。本文着重介绍一下广东联通在搭建云计算网络过程中所遇到的问题以及进行的思考。 2云计算的网络层次 云平台的基础架构主要包含计算(服务器)、网络以及存储。对于网络,从云平台整个网络架构上来说,可以分为三个层面,数据中心网络、跨数据中心网络以及云接入网络,如图1所示。

图1 云计算中的网络层次 数据中心网络包括连接服务器、存储以及四到七层各类服务器(如防火墙、负载均衡、应用服务器、IDS/IPS等)的数据中心局域网,以及边缘虚拟网络,即主机虚拟化之后,虚拟机之间的多虚拟网络交换网络,包括分布式虚拟交换机、虚拟桥接和 I/O 虚拟化等; 跨数据中心网络主要用于不同数据中心间的网络连接,实现数据中心间的数据备份、配置迁移、多数据中心间的资源优化以及多数据中心混合业务提供等; 接入网络用于数据中心与终端用户互联,为公众用户或企业用户提供云计算服务。 本文着重介绍数据中心网络以及跨数据中心网络两个层次的技术特点以及部署方式。 2.1数据中心网络 数据中心是整个云计算平台的核心,数据中心是利用虚拟化技术将物理资源进行整合,进而实现增强服务能力;通过动态资源分配及调度,提高资源利用率和服务可靠性;通过提供自服务能力,降低运维成本;通过有效的安全机制和可靠性机制,满足自由业务系统和合作运营系统以及地方业务系统的安全需求。由于云计算技术的逐步发展,使得传统的数据中心网络已经不能满足新一代数据中心网络高速、扁平、虚拟化的要求。 首先,目前传统的数据中心由于多种技术和业务之间的孤立性,使得数据中心网络结构复杂,存在相对独立的三张网,包括数据网、存储网和高性能计算网,和多个对外I/O接口。数据中心的前端访问接口通常采用以太网进行互联而成,构成高速的数据网络;数据中心后端的存储则多采用NAS、FC SAN 等接口;服务器的并行计算和高性能计算则需要低延迟接口和架构。由于以上这些问题,导致了服务器之间存在操作系统和上层软件异构、接口与数据格式不统一; 其次,数据中心内网络传输效率低。由于云计算技术的使用,使得虚拟数据中心中业务的集中度、 服务的客户数量远超过传统的数据中心,因此需要对网络的高带宽、低拥塞提出更高的要求。一方面,

虚拟化未来发展趋势 开辟通向云计算之路

虚拟化未来发展趋势开辟通向云计算之路 在当今高度自动化、技术驱动的经济环境下,业务能力与IT能力正越发密不可分。IT能力已经成为企业推动自身业务向前发展的重要赋能器,IT基础设施从根本上决定了业务的成败。 然而,由于IT基础架构日益复杂,不灵活、脆弱和昂贵正成为其代名词,企业IT服务的成本由此水涨船高,导致投资预算穷于应付IT维护,无法最大限度地支持业务。相关调查显示,企业70%以上的IT预算被运用于基础架构和应用程序维护以维持现状;仅有不到30%的IT预算被运用于基础架构和应用程序的投资,以实现竞争优势和支持企业创新。 对那些希望通过IT能力拥抱业务创新梦想的企业而言,他们正迫切寻找一种新的IT服务模式,将应用和信息从底层基础架构的复杂性中解脱出来。事实上,这正是当今IT行业面临的最大挑战。 被重构的IT图景 类似的挑战在一个世纪前人类使用电力的进程演变中也曾出现。 当时,成千上万的工厂都拥有自己的发电机,他们既生产商品又生产能源以解决自身的动力问题。私人发电设施的存在,增加了工厂主的固定资产投资,导致可用资本无法运用于直接推动业务增长的领域。同时,一旦技术过时或设备出现故障,便意味着庞大的更新及维护费用。 此后,科技和工程的一系列进步使具备中央形态的大型电厂开始出现。大型电厂集中生产的规模经济效应,促使电力成本大幅降低、效率急剧提升,使电力逐渐成为一种公用事业。对工厂主而言,他们不必再自建发电设施,转而从更加高效的大型电厂购买廉价电力。 如今,电力生产在一个世纪前遭遇的变革正在IT行业酝酿。由单个公司生产和运营IT 系统的状况正在被中央数据处理工厂通过公共网格取代。IT正在逐渐演变成公用设施,完成从工具到效用的转变,并由此诞生了一种崭新的IT服务模式,这便是云计算。 云计算是一种全新的运算方式,IT基础架构可以作为一种可靠的、可随处获取的公用设施服务向用户提供,其概念类似于电力、电话。全球技术研究和咨询公司Gartner对云计算的描述是“一种新的运算方式,将可扩展的、富有弹性的IT功能作为一种服务提供,获得更好的技术共享(尤其是多租户应用或虚拟机),增强的自动化,快速动态的改变,政策驱动及面向服务,减少的复杂性以及自动响应”。 云计算能有效降低成本、增加灵活性和提升服务质量,将应用和信息从底层基础架构的复杂性中解脱出来,使IT能够专注于支持和提升业务价值。 云计算的演进 基于硬件和软件基础架构的传统计算模式,让位于基于应用和服务提供的云计算模式是

虚拟化技术研究与应用

虚拟化技术研究与应用 随着企业业务的不断扩大,其拥有的PC机和服务器数量、品牌都不断增加,硬件的更新、维护管理难度都变得非常困难。文章以某企业单位为例,结合其业务特点,利用虚拟化技术对服务器和用户PC进行统一规划,既充分利用资源,降低维护成本,又达到规范化管理的目的。 标签:虚拟化;存储;桌面云;FusionAccess 引言 随着信息化水平的日益提高,信息化平台已变成业务运营与管理的重要支撑和保障。大部分企业通过使用传统PC用于日常办公和事务处理,每台PC上均需安装业务软件程序及客户端,无法对PC进行便捷、高效的统一集中维护与管理,PC的分布式部署,资源变得非常分散,使用效率非常低,资源利用程度不高。并且由于所有业务数据信息分散存储在各PC中,不利于集中存储与备份,增加了业务数据信息由PC端泄露的风险。 随着企业业务的不断扩大,其拥有的PC机和服务器数量、品牌都不断增加,硬件的更新、维护管理难度都变得非常困难。其中一部分PC服务器CPU和内存的使用率不高,空余的资源得不到释放,另一部分服务器则由于资源使用率过高而引发故障,导致整体服务器系统的运算资源分配不均,且无法实现资源调配。 本次将通过虚拟化技术建设企业前端桌面云和后端资源池来对某企业单位的信息化平台进行设计和建设,将该企业单位的业务系统整合迁移到云平台上,扩大资源容量,简化软件的重新配置过程,提高用户终端的工作效率,以满足未来3-5年的业务增长的需要。 1 需求分析 该企业单位目前在信息化方面存在的主要问题如下: (1)单位的PC及服务器系统的部署位置不同,安装的系统环境都不一样,各自独立运行,缺乏规范性管理,导致运维工作非常困难,浪费人力资源特别严重。(2)没有实现资源共享,服务器资源使用率低,难以集中管理和使用。(3)设备采购跟随各业务系统的上线或变更,呈离散状态递增,难以实现统一规划与管理。 结合该企业单位现有业务,主要有以下需求:(1)针对PC分散、系统环境不一的情况,此次建设将采用桌面虚拟化的形式,保障数据的安全可靠。(2)为提高应用系统的维护效率、利用率、业务连续性与可靠性、业务快速上线,需要把已部署的业务系统整合迁移到云平台上,新规划的业务直接部署到云平台上,同时根据业务的发展,提供未来3-5年业务增长所需的资源。(3)在一些重要的

无线网络虚拟化架构与关键技术

无线网络虚拟化架构与关键技术 摘要:提出采用集中式和分布式的动态频谱管理技术来提升频谱资源利用效率,解决无线网络虚拟化中频谱资源难以高效分配与不易管理难题;认为为了构建一个稳定、灵活和开放的无线网络虚拟化架构,需要从虚拟网络的隔离、信令优化设计、通用接口设计、用户移动性管理等方面开展研究。 关键词:无线网络虚拟化;资源虚拟化;动态频谱管理 云计算和计算机虚拟化已经成为推动IT产业发展的关键技术之一。网络虚拟化的提出将路由和交换功能虚拟化,用户可以根据各自需求传输业务,而无须考虑端到端过程中每一跳是如何建立连接的[1-2]。随着多种无线通信技术日益成熟和多样化移动服务大量涌现,未来无线网络呈现出密集部署、多样业务、异构网络并存的多样化形态。在复杂网络环境下,多种无线网络技术的兼容性、用户对不同无线接入网络的选择、异构网间切换等问题,是无线网络发展面临的新挑战。 无线网络虚拟化技术的提出为异构无线网络提供了一种有效管理方式,通过对网络资源的抽象和统一表征、资源

共享和高效复用,实现异构无线网络的共存与融合。无线网络虚拟化可使复杂多样的网络管控功能从硬件中解耦出来,抽取到上层做统一协调和管理,从而降低网络管理成本,提升网络管控效率。集中化控制使得没有无线网络基础设施的服务提供商也可以为用户提供差异化的服务。然而,无线网络虚拟化技术在实际应用中仍然面临以下难题:首先,无线网络资源既包含物理资源(如网络基础设施),也包含频谱资源,而且频谱资源在频域上跨度大,从几十赫兹到百兆赫兹甚至吉赫兹,不同频率频谱资源的传播特性存在较大差异,其中还包括授权频段和非授权频段。无线网络拓扑形态呈现出动态变化、多样化的特征,如自组织网络、蜂窝网络等。其次,无线网络性能还受到网络内和网络间的干扰影响。不同制式无线网络的通信协议标准的设计存在差异化,硬件设备功能不同,将导致不同网络资源的使用方式存在差异,异构无线网络融合困难。因此,无线网络虚拟化架构、虚拟化控制方式以及资源虚拟化管理等方面将是实现无线网络 虚拟化所需关注的热点和难点。 本文首先针对3GPP国际标准化组织提出的虚拟化架构进行分析;其次,研究无线网络资源虚拟化和资源管理方法;进一步,研究并分析了典型无线网络虚拟化技术和实现方式。最后,简要分析了未来无线网络虚拟化面临的挑战。 1 无线网络虚拟化架构

常见的网络存储技术及其发展趋势

探讨几种常见的网络存储技术及其发展趋势 2012-08-15 来源:作者:吴桂华 摘要:计算机的发展从单片机时代开始,历经客户服务器时代和互联网时代之后,现在正逐步走向网络时代。许多有别于传统存储系统的新趋势日益显现,而选择不当的网络存储技术,往往会使得单位在网络建设中盲目投资,造成单位的网络性能低下。本文通过分析直连附加存储、网络附加存储、存储区域网络三种网络存储架构的优点、缺点及应用,供不同需求的单位群体参考选择,同时也简单地介绍网络存储技术未来的发展趋势及方向。 关键词:服务器时代网络时代传统存储系统网络存储技术发展趋势随着不断加速的信息需求使得存储容量飞速增长,存储系统网络平台已经成为一个核心平台,同时各种应用对平台的要求也越来越高,不仅在存储容量上,还包括数据访问性能、数据传输性能、数据管理能力、存储扩展能力等等多个方面。可以说,存储网络平台的综合性能的优劣,将直接影响到整个系统的正常运行。因此,发展一种具有成本效益的和可管理的先进存储方式就成为必然。下面就当前的存储技术及发展趋势进行分析和探讨。 1、网络存储技术概述 所谓网络存储技术(Network Storage Technologies),就是以互联网为载体实现数据的传输与存储,数据可以在远程的专用存储设备上,也可以是通过服务器来进行存储。网络存储技术是基于数据存储的一种通用网络术语。实际上,我们可以将存储技术分为三个阶段:①总线存储阶段;②存储网络阶段;③虚拟存储阶段。以存储网络为中心的存储是对数据存储新需求的回答。它采用面向网络的存储体系结构,使数据处理和数据存储分离;网络存储体系结构包括了网络和I/O的精华,将I/O能力扩展到网络上,特别是灵活的网络寻址能力,远距离数据传输能力,I/O高效的原性能;通过网络连接服务器和存储资源,消除了不同存储设备和服务器之间的连接障碍;提高了数据的共享性、可用性和可扩展性、管理性。 2、几种传统的网络存储架构 网络存储架构大致分为三种:直连附加存储、网络附加存储、存储区域网络。这几种网络存储方式特点各异,应用在不同的领域。下面我们来做简单的介绍并分析其中区别。 2.1 直连附加存储(DAS:Direct Attached Storage) 直接网络存储(DAS)是指将存储设备通过SCSI接口或光纤通道直接连接到服务器上的方式。这种连接方式主要应用于单机或两台主机的集群环境中,主要优点是存储容量扩展的实施简单,投入成本少,见效快。DAS主要应用于: (1)服务器在地理分布上很分散,SAN或NAS在它们之间进行互连非常困难时;(2)存储系统必须被直接连接到应用服务器时;(3)包括许多数据库应用和应用服务器在内的应用时。 缺点: (1)不能提供跨平台的文件共享功能;(2)用户要备份数据和存储数据,都要占用服务器CPU的时间,降低了服务器的管理效能;(3)由于各个主机之间的数据独立,数据需要逐一备份,使数据备份工作较为困难;(4)随着服务器的增多,数据管理会越来越复杂;

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