网络虚拟化技术:VSS、IRF2和CSS解析

网络虚拟化技术:VSS、IRF2和CSS解析
网络虚拟化技术:VSS、IRF2和CSS解析

网络虚拟化技术:VSS、IRF2和CSS解析

随着云计算的高速发展,虚拟化应用成为了近几年在企业级环境下广泛实施的技术,而除了服务器/存储虚拟化之外,在2012年SDN(软件定义网络)和OpenFlow大潮的进一步推动下,网络虚拟化又再度成为热点。不过谈到网络虚拟化,其实早在2009年,各大网络设备厂商就已相继推出了自家的虚拟化解决方案,并已服务于网络应用的各个层面和各个方面。

下面,就和大家一起来讨论一下Cisco、H3C、huawei这些主流的网络虚拟化技术。

思科虚拟交换系统VSS

思科虚拟交换系统VSS就是一种典型的网络虚拟化技术,它可以实现将多台思科交换机虚拟成单台交换机,使设备可用的端口数量、转发能力、性能规格都倍增。例如,它可将两台物理的Cisco catalyst 6500系列交换机整合成为一台单一逻辑上的虚拟交换机,从而可将系统带宽容量扩展到1.4Tbps。

思科虚拟交换系统VSS

而想要启用VSS技术,还需要通过一条特殊的链路来绑定两个机架成为一个虚拟的交换系统,这个特殊的链路称之为虚拟交换机链路(Virtual Switch Link,即VSL)。VSL承载特殊的控制信息并使用一个头部封装每个数据帧穿过这条链路。

虚拟交换机链路VSL

在VSS之中,其中一个机箱指定为活跃交换机,另一台被指定为备份交换机。而所有的控制层面的功能,包括管理(SNMP,Telnet,SSH等),二层协议(BPDU,PDUs,LACP等),三层协议(路由协议等),以及软件数据等,都是由活跃交换机的引擎进行管理。

此外,VSS技术还使用机箱间NSF/SSO作为两台机箱间的主要高可用性机制,当一个虚拟交换机成员发生故障时,网络中无需进行协议重收敛,接入层或核心层交换机将继续转发流量,因为它们只会检测出EtherChannel捆绑中有一个链路故障。而在传统模式中,一台交换机发生故障就会导致STP/HSRP和路由协议等多个控制协议进行收敛,相比之下,VSS将多台设备虚拟化成一台设备,协议需要计算量则大为减少。

思科VSS应用

凭借VSS技术,不仅实现了交换机的简易管理,同时提高了运营效率。网络管理员仅需登录虚拟化设备,即可直接管理虚拟化为一体的所有设备,真正简化了网络管理。而需要特别说明的是,目前VSS技术仅适用于Cisco 6500系列、Cisco 7600系列和Nexus 7000系列等高端机型上。

H3C IRF网络虚拟化技术

IRF(Intelligent Resilient Framework,即智能弹性架构),它是H3C专有的设备虚拟化技术,它同样可将实际物理设备虚拟化为逻辑设备供用户使用。而目前的IRF2.0还是一种将多个设备虚拟为单一设备使用的通用虚拟化技术,此技术已经应用于高、中、低端多个系列的交换机设备,而且通过IRF2.0技术形成的虚拟设备具有更高的扩展性、可靠性及性能。

虚拟化

盒式设备虚拟化效果图

盒式设备虚拟化形成的IRF相当于一台框式分布式设备,Master相当于IRF的主用主控板,Slave设备相当于备用主控板(同时担任接口板的角色)。

框式分布式设备虚拟化效果图

框式分布式设备虚拟化形成的IRF也相当于一台框式分布式设备,只是该虚拟的框式分布

式设备拥有更多的备用主控板和接口板。其中,Master的主用主控板相当于IRF的主用主控板,Master的备用主控板以及Slave的主用、备用主控板均相当于IRF的备用主控板(同时担任接口板的角色)。

通过IRF连接而形成的虚拟设备在管理上可以看作是单一实体,用户使用Console口或者Telnet方式登录到IRF中任意一台成员设备,都可以对整个IRF进行管理和配置。此外,虚拟设备中的各种功能也在IRF系统的虚拟化框架下,按照单一的分布式设备的方式运行。

高可靠性

因为IRF通常用于接入层、汇聚层和数据中心,所以对可靠性要求很高。为了尽量缩短因日常维护操作和突发的系统崩溃所导致的停机时间,IRF采用了一系列的冗余备份技术来保证虚拟系统的高可靠性。

IRF端口的冗余备份示意图

IRF采用聚合技术来实现IRF端口的冗余备份。IRF端口的连接可以由多条IRF物理链路聚合而成,同时多条IRF物理链路之间还可以对流量进行负载分担,这样能够有效提高带宽,增强性能;同时,多条IRF物理链路之间互为备份,保证即使其中一条IRF物理链路出现故障,也不影响IRF功能,从而进一步提高了设备的可靠性。

协议热备份示意图(故障前和故障后)

IRF形成的虚拟设备采用1:N冗余,即Master负责处理业务,Slave作为Master的备份,随时与Master保持同步。当Master工作异常时,IRF将选择其中一台Slave成为新的Master,由于在IRF系统运行过程中进行了严格的配置同步和数据同步,因此新Master能接替原Master继续管理和运营IRF系统,不会对原有网络功能和业务造成影响,同时,由于有多个Slave设备存在,因此可以进一步提高系统的可靠性。

上/下行链路的冗余备份示意图

IRF采用分布式聚合技术来实现上/下行链路的冗余备份,可以跨设备配置链路备份,用户可以将不同成员设备上的物理以太网端口配置成一个聚合端口,这样即使某些端口所在的设备出现故障,也不会导致聚合链路完全失效,其它正常工作的成员设备会继续管理和维护剩下的聚合端口。这对于核心交换系统和要求高质量服务的网络环境意义重大,它不但进一步消除了聚合设备单点失效的问题,还极大提高全网的可用性。

简化管理

IRF形成之后,用户通过任意成员设备的任意端口均可以登录IRF系统,对IRF内所有成员设备进行统一管理。而不用物理连接到每台成员设备上分别对它们进行配置和管理。用户对IRF系统作为一个整体的虚拟设备进行管理,因此需要管理的设备数目减少了,网络的规划过程、组建过程、维护过程都将大大的简化,可以有效的节省管理成本。

简化网络运行,提高运营效率

IRF形成的虚拟设备中运行的各种控制协议也是作为单一设备统一运行的,例如路由协议会作为单一设备统一计算。另外作为单一设备运行后,原来组网中需要通过设备间协议交互完成的功能,将不再需要,例如常见使用MSTP、VRRP等协议来支持链路冗余、网关备份,使用IRF后接入设备直接连接到单一的虚拟设备,不再需要使用MSTP、VRRP协议。总之,IRF技术省去了设备间大量协议报文的交互,简化了网络运行,缩短了网络动荡时的收敛时间。

低成本

IRF技术是将一些较低端的设备虚拟成为一个相对高端的设备使用,从而具有高端设备的端口密度和带宽,以及低端设备的成本。比直接使用高端设备具有成本优势。

强大的扩展能力,保护用户投资

随着网络和计算机的日益应用广泛,大部分企业、学校、团体、社区使用网络规模都不

是一成不变的,网络规模会随着组织规模的不断增长而增长。在最初规划网络的时候,一般都将会预留一定的容量以便于扩充和升级。但是如果预留的容量太大,对于初期紧张的资金将是一种浪费;预留的容量太小,将来升级时不免会捉襟见肘。这一直是困扰网络规划者的一个难题。

有了IRF,网络的扩容和升级将变得简单和快捷。通过增加成员设备,可以轻松自如的扩展IRF系统的端口数、带宽和处理能力。用户在网络建设初期可以只购买当前需要的网络设备,不需要为将来的网络需求预先买单。当用户进行网络升级时,不需要替换掉原有设备,只需要增加新成员设备既可。用户的投资可以得到最大限度的保护。

高可靠性

IRF的高可靠性体现在多个方面,例如:成员设备之间IRF物理端口支持聚合功能,IRF 系统和上、下层设备之间的物理连接也支持聚合功能,这样通过多链路备份提高了IRF系统的可靠性;IRF系统由多台成员设备组成,采用1:N备份,一台Master设备负责IRF系统的运行、管理和维护,多台Slave设备在作为备份的同时也可以处理业务,一旦Master设备故障,系统会迅速自动选举新的Master,转发流量和大部分业务都不会出现中断。由于Slave 设备并不是专门的备份设备,也同时处理业务,因此用户没有为备份而专门花费资金。

在将框式分布式设备进行虚拟化时,IRF中同时保留框式设备内部的1:1备份,与IRF设备间的1:N备份这两种冗余功能,使得单个主控板异常时,此框式设备由于存在另外的主控板,所有板、卡均可以继续正常工作,进一步提高了系统可用性。

总之,IRF是网络可靠性保障的最优解决方案。

高性能

由于IRF设备是由多个支持IRF特性的单机设备虚拟而成的,IRF设备的交换容量和端口数量就是IRF内部所有单机设备交换容量和端口数量的总和。因此,IRF技术能够通过多个单机设备的虚拟化,轻易的将设备的核心交换能力、用户端口的密度扩大数倍,从而大幅度提高了设备的性能。

丰富的功能

IRF支持包括IPv4、IPv6、MPLS、安全特性、OAA插卡、高可用性等全部交换机特性,并且能够高效稳定地运行这些功能,大大扩展了IRF设备的应用范围。

广泛的产品支持

IRF技术作为一种通用的虚拟技术,对不同形态产品一体化的实现,使用同一技术,同时支持盒式设备的虚拟化,以及框式分布式设备的虚拟化。

IRF2.0作为目前以太网交换机领域主流的虚拟化技术,给网络组建带来了全新的感受。支持IRF技术的系列以太网交换机产品可以灵活应用于网络的各个层次和应用场合,给网络规划者提供了一个低价格但是高性能的解决方案。可以说,有了IRF,网络就可以真正做到按需购买、平滑升级!

华为集群交换机系统CSS

CSS(Cluster Switch System,即集群交换机系统),它是网络虚拟化的一种形态,它同样可实现把多台支持集群的交换机链接起来,从而组成一台更大的交换机。

CSS的典型特征有:

1、交换机多虚一:CSS对外表现为一台逻辑交换机,控制平面合一,统一管理。

2、转发平面合一:CSS内物理设备转发平面合一,转发信息共享并实时同步。

3、跨设备链路聚合:跨CSS内物理设备的链路被聚合成一个TRUNK端口,和下游设备实现互联。

CSS系统形态及其在组网中的应用

从上图中我们可以看到,CSS通过设备“多虚一”和跨设备的链路聚合,不但简化了网络拓扑,而且极大地提高了网络性能:

1、简化运维:整个CSS被作为一台交换机来管理,简化运维、降低Opex。

2、可靠性高:CSS内一台设备故障,其他设备可以接管CSS的控制和转发,避免单点故障。

3、无环网络:跨设备的链路聚合,在CSS和其他设备互联时,天然避免了环路问题,无需部署MSTP等复杂的防环协议。

4、链路均衡:跨设备的链路均衡,100%的网络链路和带宽的利用率。

CSS在简化网络、提升转发性能的同时,没有带来任何网络功能的损失。物理交换机具有的所有功能,都在CSS系统下得到继承,且性能还得到了放大。CSS拥有的这些特质,使它得到了越来越多的认可和接受,并成为了部署简单、高效网络的首选方案。

CSS的发展历程

CSS从诞生到现在,历经了两个阶段的演变。

早期华为使用专用线卡式CSS,其特点是使用专用的线卡和专用的线缆来互联CSS内的物理交换机。由于其不占用业务线卡槽位,因此不会影响整个系统的转发性能。同时,专用线卡的端口速率要高于业务线卡的端口速率,进而提升了CSS互联的带宽。

第二个阶段,华为开发了业务线卡式CSS,其特点是通过普通的业务线卡和标准线缆来互联CSS内的物理交换机。虽然业务线卡式CSS会占用部分业务端口,但是随着当前交换机的转发能力不断得到提升,其对整个系统转发性能的影响是十分有限的。业务线卡式CSS使用标准的业务端口和线缆来互联,因而使远距离部署CSS的需求得以实现,CSS的部署变得更加灵活。同时,CSS互联端口支持链路聚合,这使CSS的互联带宽得到了弹性扩展的能力。

华为新一代交换机构筑高性能CSS系统

华为推出的新一代CE12800系列交换机产品,全面支持CSS,提供灵活高效的CSS部署选择:

1、产品组合自由灵活:支持不同型号的交换机组成CSS系统。比如:由CE12812和CE12808组成CSS系统。

2、端口带宽自由选择:CSS互联通道支持单端口10GE、40GE,未来可扩展到100GE。

3、集群链路高速互联:CSS互联通道通过链路聚合来捆绑多个端口,支持多达16个端口组成集群链路,转发带宽高达单向640GE。

4、集群系统异地部署:线卡式CSS系统,使用业务线卡和标准的光纤互联,支持CSS的远距离部署。

同时,CE12800系列交换机以其超强的转发能力、高端口密度的业务线卡,为用户提供高性能的CSS组网部署能力。

CE12800部署CSS组成高密10GE接入网络

如上图所示,我们使用2台CE12812构成CSS,下行通过40GE端口接入由CE6800组成的堆叠组;CE12800和CE6800之间mesh互联,并通过跨设备链路聚合把互联链路组成一个Trunk端口;整网可向下提供高达5808个10GE端口。

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CE12800部署CSS组成高密GE接入网络

如上图所示,我们同样使用2台CE12812构成CSS,下行通过10GE端口接入CE5800堆叠组;整网可提供高达25344个GE端口。

凭借新一代CE12800系列交换机的高转发性能,CSS系统的组网能力得到了极大的提升,充分满足了不同规模网络的部署需求。

总结来看,CSS部署十分简单,同时极大地简化了网络结构、提高了网络性能,并且网络功能不受任何影响,用户亦不需要学习任何新的技术。凭借这些优势,CSS有效地降低了用户的运营成本,相信其必将得到越来越广泛的应用。

VMware服务器虚拟化解决方案(详细)

虚拟化解决方案

目录 一、VMware解决方案概述........................ 错误!未定义书签。 1.1 VMware服务器整合解决方案......................................................................... 错误!未定义书签。 1.2 VMware商业连续性解决方案......................................................................... 错误!未定义书签。 1.3 VMware测试和开发解决方案......................................................................... 错误!未定义书签。 二、VMware虚拟化实施方案设计.................. 错误!未定义书签。 2.1 需求分析 ......................................................................................................... 错误!未定义书签。 2.2 方案拓扑图 ..................................................................................................... 错误!未定义书签。 2.3 方案构成部分详细说明 ................................................................................. 错误!未定义书签。 2.3.1 软件需求.............................................................................................. 错误!未定义书签。 2.3.2 硬件需求.............................................................................................. 错误!未定义书签。 2.4 方案结构描述 ................................................................................................. 错误!未定义书签。 2.4.1 基础架构服务层.................................................................................. 错误!未定义书签。 2.4.2 应用程序服务层.................................................................................. 错误!未定义书签。 2.4.3 虚拟应用程序层.................................................................................. 错误!未定义书签。 2.4.4 VMware异地容灾技术......................................................................... 错误!未定义书签。 2.5 方案带来的好处 ............................................................................................. 错误!未定义书签。 2.5.1 大大降低TCO....................................................................................... 错误!未定义书签。 2.5.2 提高运营效率...................................................................................... 错误!未定义书签。 2.5.3 提高服务水平...................................................................................... 错误!未定义书签。 2.5.4 旧硬件和操作系统的投资保护.......................................................... 错误!未定义书签。 2.6 与同类产品的比较 ......................................................................................... 错误!未定义书签。 2.6.1 效率 ..................................................................................................... 错误!未定义书签。 2.6.2 控制 ..................................................................................................... 错误!未定义书签。 2.6.3 选择 ..................................................................................................... 错误!未定义书签。 三、VMware 虚拟化桌面应用实列 ................. 错误!未定义书签。 3.1 拓扑图 ............................................................................................................. 错误!未定义书签。 3.2 方案描述 ......................................................................................................... 错误!未定义书签。 3.3 方案效果 ......................................................................................................... 错误!未定义书签。 四、项目预算.................................. 错误!未定义书签。

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。

数据中心IRF虚拟化网络架构与应用

数据中心IRF虚拟化网络架构与应用
1 概述
网络已经成为企业IT运行的基石,随着IT业务的不断发展,企业的基础网络架构也不断调整和演化, 以支持上层不断变化的应用要求。 在传统数据中心网络的性能、安全、永续基础上,随着企业IT应用的展开,业务类型快速增长、运行 模式不断变化,给基础网络带来极大运维压力:需要不断变化结构、不断扩展。而传统的网络规划设计依 据高可靠思路,形成了冗余复杂的网状网结构,如图1所示。
图1 企业数据中心IT基础架构网状网 结构化网状网的物理拓扑在保持高可靠、故障容错、提升性能上有着极好的优势,是通用设计规则。 这样一种依赖于纯物理冗余拓扑的架构,在实际的运行维护中却同时也承担了极其繁冗的工作量。 多环的二层接入、full mesh的路由互联,网络中各种链路状态变化、节点运行故障都会引起预先规划配 置状态的变迁,带来运维诊断的复杂性;而应用的扩容、迁移对网络涉及更多的改造,复杂的网络环境下 甚至可能影响无关业务系统的正常运行。 因此,传统网络技术在支撑业务发展的同时,对运维人员提出的挑战是越来越严峻的。 随着上层应用不断发展,虚拟化技术、大规模集群技术广泛应用到企业IT中,作为底层基础架构的网 络,也进入新一轮技术革新时期。H3C提供的网络虚拟化技术IRF2,以极大简化网络逻辑架构、整合物理 节点、支撑上层应用快速变化为目标,实现IT网络运行的简捷化,改变了传统网络规划与设计的繁冗规则。

2
2.1
基于 IRF 虚拟化的数据中心 server farm 网络设计
数据中心的应用架构与服务器网络
对于上层应用系统而言,当前主流的业务架构主要基于C/S与B/S架构,从部署上,展现为多层架构的 方式,如图2所示,常见应用两层、三层、四层的部署方式都有,依赖于服务器处理能力、业务要求和性能、 扩展性等多种因素。
图2 多层应用架构 基础网络的构建是为上层应用服务,因此,针对应用系统的不同要求,数据中心服务器区的网络架构 提供了多种适应结构,如图3展示了4种H3C提供的常用网络拓扑结构:
图3 多种数据中心server farm结构 根据H3C的数据中心架构理解和产品组合能力,可提供独立的网络、安全、优化设备组网,也可以提 供基于框式交换平台集成安全、优化的网络架构。Server farm 1&2是一种扁平化架构,多层应用服务器

网络虚拟化技术介绍及应用实例

网络虚拟化介绍及应用实例 技术背景 随着社会生产力的不断发展,用户需求不断发展提高,市场也不断发展变化,谁能真正掌握市场迎合用户,谁就能够占领先机提高自己的核心竞争力。企业运营中关键资讯传递的畅通可以帮助企业充分利用关键资源,供应链、渠道管理,了解市场抓住商机,从而帮助企业维持甚至提高其竞争地位。作为网络数据存储和流通中心的企业数据中心,很显然拥有企业资讯流通最核心的地位,越来越受到企业的重视。当前各个企业/行业的基础网络已经基本完成,随着“大集中”思路越来越深入人心,各企业、行业越来越迫切的需要在原来的基础网络上新建自己的数据中心。数据中心设施的整合已经成为行业内的一个主要发展趋势,利用数据中心,企业不但能集中资源和信息加强资讯的流通以及新技术的采用,还可以改善对外服务水平提高企业的市场竞争力。一个好的数据中心在具有上述好处之外甚至还可以降低拥有成本。 1.虚拟化简介 在数据大集中的趋势下,数据中心的服务器规模越来越庞大。随着服务器规模的成倍增加,硬件成本也水涨船高,同时管理众多的服务器的维护成本也随着增加。为了降低数据中心的硬件成本和管理难度,对大量的服务器进行整合成了必然的趋势。通过整合,可以将多种业务集成在同一台服务器上,直接减少服务器的数量,有效的降低服务器硬件成本和管理难度。 服务器整合带来了巨大的经济效益,同时也带来了一个难题:多种业务集成在一台服务器上,安全如何保证?而且不同的业务对服务器资源也有不同的需求,如何保证各个业务资源的正常运作?为了解决这些问题,虚拟化应运而生了。虚拟化指用多个物理实体创建一个逻辑实体,或者用一个物理实体创建多个逻辑实体。实体可以是计算、存储、网络或应用资源。虚拟化的实质就是“隔离”—

基础架构及服务器虚拟化解决方案

网络基础架构及数据中心规划方案 2016年11月

目录 一.网络建设需求 (3) 1.1 目标架构: (3) 1.2设计目标: (3) 二. 规划方案 (4) 2.1 方案拓扑 (4) 2.2 架构说明 (5) 2.3 为什么选用Vmware虚拟化技术(整个方案的重点) (6) 2.4 VMware方案结构 (7) 2.4.1 基础架构服务层 (7) 2.4.2 应用程序服务层 (9) 2.4.3 虚拟应用程序层 (14) 2.4.4 数据备份 (15) 2.4.5 具体方案陈述 (20) 2.5 VMWARE方案带来的好处 (21) 2.5.1 大大降低TCO (21) 2.5.2 提高运营效率 (23) 2.5.3 提高服务水平 (24) 三. 项目预算 (24) 总述

为推进公司信息化建设,以信息化推动公司业务工作改革与发展,需要在集团总部建设新一代的绿色高效能数据中心网络。 一.网络建设需求 1.1 目标架构: 传统组网观念是根据功能需求的变化实现对应的硬件功能盒子堆砌而构建企业网络的,这是一种较低效率的资源调用方式,而如果能够将整个网络的构建看成是由封装完好、相互耦合松散、但能够被标准化和统一调度的“服务”组成,那么业务层面的变更、物理资源的复用都将是轻而易举的事情。最终形成底层资源对于上层应用就象由服务构成的“资源池”,需要什么服务就自动的会由网络调用相关物理资源来实现。 1.2设计目标: 扩展性: 架构设计能应对集团未来几年的发展以及满足整合分公司资源的需要; 简化管理 使上层业务的变更作用于物理设施的复杂度降低,能够最低限度的减少了物理资源的直接调度,使维护管理的难度和成本大大降低。 高效复用 得物理资源可以按需调度,物理资源得以最大限度的重用,减少建设成本,提高使用效率。即能够实现总硬件资源占用降低了,而每个业务得到的服务反而更有充分的资源保证了。 网络安全:

数据中心虚拟化为何离不开大二层网络技术

数据中心虚拟化为何离不开大二层网络技术? 一.为什么需要大二层? 1. 虚拟化对数据中心提出的挑战 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。 2. 虚拟机迁移与数据中心二层网络的变化 在传统的数据中心服务器区网络设计中,通常将二层网络的范围限制在网络接入层以下,避免出现大范围的二层广播域。 如图1所示,由于传统的数据中心服务器利用率太低,平均只有10%~15%,浪费了大量的电力能源和机房资源。虚拟化技术能够有效地提高服务器的利用率,降低能源消耗,降低客户的运维成本,所以虚拟化技术得到了极大的发展。但是,虚拟化给数据中心带来的不仅是服务器利用率的提高,还有网络架构的变化。具体的来说,虚拟化技术的一项伴生技术—虚拟机动态迁移(如VMware的VMotion)在数据中心得到了广泛的应用。简单来说,虚拟机迁移技术可以使数据中心的计算资源得到灵活的调配,进一步提高虚拟机资源的利用率。但是虚拟机迁移要求虚拟机迁移前后的IP和MAC地址不变,这就需要虚拟机迁移前后的网络处于同一个二层域内部。由于客户要求虚拟机迁移的范围越来越大,甚至是跨越不同地域、不同机房之间的迁移,所以使得数据中心二层网络的范围越来越大,甚至出现了专业的大二层网络这一新领域专题。 3. 传统网络的二层为什么大不起来? 在数据中心网络中,“区域”对应VLAN的划分。相同VLAN内的终端属于同一广播域,具有一致的VLAN-ID,二层连通;不同VLAN内的终端需要通过网关互相访问,二层隔离,三层连通。传统的数据中心设计,区域和VLAN的划分粒度是比较细的,这主要取决于“需求”和“网络规模”。 传统的数据中心主要是依据功能进行区域划分,例如WEB、APP、DB,办公区、业务区、内联区、外联区等等。不同区域之间通过网关和安全设备互访,保证不同区域的可靠性、安全性。同时,不同区域由于具有不同的功能,因此需要相互访问数据时,只要终端之间能够通信即可,并不一定要求通信双方处于同一VLAN或二层网络。 传统的数据中心网络技术, STP是二层网络中非常重要的一种协议。用户构建网络时,为了保证可靠性,通常会采用冗余设备和冗余链路,这样就不可避免的形成环路。而二层网

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

应用虚拟化解决方案

应用虚拟化解决方案 篇一:XXXX应用虚拟化解决方案 XXXX 统一接入平台项目 解决方案建议书 XX/9/21 第1章 第2章 第3章 概述................................................. ................................................... ..... 4 项目背景和目的................................................. .................................... 4 项目需求................................................. (5) 功能需求................................................. (5) 技术需

求................................................. (5) 实施要求................................................. (6) 其他要求................................................. (7) 解决方案及对应项目需求的实现................................................. ........ 8 对应功能需求的实现................................................. .......................... 10 集中管理 ................................................ .............................................. 10 应用发布 ................................................ .............................................. 10 存储隔离 ................................................ .. (11)

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。

数据中心IRF2虚拟化网络架构与应用

数据中心IRF2虚拟化网络架构与应用 文/刘新民 网络已经成为企业IT运行的基石,随着IT业务的不断发展,企业的基础网络架构也不断调整和演化,以支持上层不断变化的应用要求。 在传统数据中心网络的性能、安全、永续基础上,随着企业IT应用的展开,业务类型快速增长,运行模式不断变化,基础网络需要不断变化结构、不断扩展以适应这些变化,这给运维带来极大压力。传统的网络规划设计依据高可靠思路,形成了冗余复杂的网状网结构,如图1所示。 图1 企业数据中心IT基础架构网状网 结构化网状网的物理拓扑在保持高可靠、故障容错、提升性能上有着极好的优势,是通用设计规则。这样一种依赖于纯物理冗余拓扑的架构,在实际的运行维护中却同时也承担了极其繁冗的工作量。 多环的二层接入、Full Mesh的路由互联,网络中各种链路状态变化、节点运行故障都会引起预先规划配置状态的变迁,带来运维诊断的复杂性;而应用的扩容、迁移对网络涉及更多的改造,复杂的网络环境下甚至可能影响无关业务系统的正常运行。 因此,传统网络技术在支撑业务发展的同时,对运维人员提出的挑战是越来越严峻的。 随着上层应用不断发展,虚拟化技术、大规模集群技术广泛应用到企业IT中,作为底层基础架构的网络,也进入新一轮技术革新时期。H3C IRF2以极大简化网络逻辑架构、整合物理节点、支撑上层应用快速变化为目标,实现IT网络运行的简捷化,改变了传统网络规划与设计的繁冗规则。 1. 数据中心的应用架构与服务器网络 对于上层应用系统而言,当前主流的业务架构主要基于C/S与B/S架构,从部署上,展现为多层架构的方式,如图2所示,常见应用两层、三层、四层的部署方式都有,依赖于服务器处理能力、业务要求和性能、

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,

华为交换机虚拟化解决方案

华为交换机虚拟化(CSS) 解决方案 陕西西华科创软件技术有限公司 2016年4月1

目录 一、概述 (3) 二、当前网络架构的问题 (3) 三、虚拟化的优点 (4) 四、组建方式 (5) 三、集群卡方式集群线缆的连接 (5) 四、业务口方式的线缆连接 (6) 五、集群建立 (7) 1. 集群的管理和维护 (8) 2. 配置文件的备份与恢复 (8) 3. 单框配置继承的说明 (8) 4. 集群分裂 (8) 5. 双主检测 (9) 六、产品介绍 (10) 1.产品型号和外观: (14) 2.解决方案应用 (20)

一、概述 介绍 虚拟化技术是当前企业IT技术领域的关注焦点,采用虚拟化来优化IT架构,提升IT 系统运行效率是当前技术发展的方向。 对于服务器或应用的虚拟化架构,IT行业相对比较熟悉:在服务器上采用虚拟化软件运行多台虚拟机(VM---Virtual Machine),以提升物理资源利用效率,可视为1:N的虚拟化;另一方面,将多台物理服务器整合起来,对外提供更为强大的处理性能(如负载均衡集群),可视为N:1的虚拟化。 对于基础网络来说,虚拟化技术也有相同的体现:在一套物理网络上采用VPN或VRF 技术划分出多个相互隔离的逻辑网络,是1:N的虚拟化;将多个物理网络设备整合成一台逻辑设备,简化网络架构,是N:1虚拟化。华为虚拟化技术CSS属于N:1整合型虚拟化技术范畴。CSS是Cluster Switch System的简称,又被称为集群交换机系统(简称为CSS),是将2台交换机通过特定的集群线缆链接起来,对外呈现为一台逻辑交换机,用以提升网络的可靠性及转发能力。 二、当前网络架构的问题 网络是支撑企业IT正常运营和发展的基础动脉,因此网络的正常运行对企业提供上层业务持续性访问至关重要。在传统网络规划与设计中,为保证网络的可靠性、故障自愈性,均需要考虑各种冗余设计,如网络冗余节点、冗余链路等。 图1 传统冗余网络架构 为解决冗余网络设计中的环路问题,在网络规划与部署中需提供复杂的协议组合设计,如生成树协议STP(Spanning Tree Protocol)与第一跳冗余网关协议(FHGR: First Hop Redundant Gateway ,VRRP)的配合,图1所示。 此种网络方案基于标准化技术实现,应用非常广泛,但是由于网络发生故障时环路状态难以控制和定位,同时如果配置不当易引起广播风暴影响整个网络业务。而且,随着IT规模扩展,网络架构越来越复杂,不仅难于支撑上层应用的长远发展,同时带来网络运维过程中更多的问题,导致基础网络难以持续升级的尴尬局面。

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

horizon view桌面虚拟化解决方案

桌面虚拟化解决方案 目录 一、需求分析 (2) 二、Vmware View桌面虚拟化解决方案 (2) 三、瘦客户机优点 (6) 四、配置选型: (6) 五、案例介绍――-特鼎金属工业(昆山)有限公司 (7) 1.需求概述: (7) 2.方案概述: (8) 3.方案拓扑图: (8) 六、飞鸟优势 (9) 1.发展历程 (9) 2.公司资质 (9) 3.典型客户 (10) 4.实验室 (10)

一、需求分析 此次项目需求客户端预计在30个左右 客户端设计要求服务器能对客户端提供高可用、持续的桌面应用服务 桌面应满足日常的办公,满足AUTOCAD软件需求 方案要求能够对数据安全提供有效的保护保护。 二、Vmware View桌面虚拟化解决方案 ? 2.1方案优点 VMware View桌面虚拟化构建基于服务器的桌面解决方案,不仅可以解决PC桌面面临的各种难题,还能优化可用性、可管理性、总体拥有成本和灵活性。借助View桌面虚拟化,在使用VMware ESX软件虚拟化的服务器上运行的虚拟机中,可以构建完整的桌面环境-操作系统、应用程序和配置。管理员可使用VMware vCenter集中管理环境中的所有虚拟机。最终用户可使用远程显示软件,从PC或瘦客户端(Thin Client)访问其桌面环境。 利用VMware ESX 的功能和vCenter Server 的管理功能,View桌面虚拟化实现了标准化的虚拟硬件,并为物理VMware ESX 主机硬件提供了严格筛选的硬件兼容性列表(HCL),有效减少了设备驱动程序不兼容的问题。借助VMware ESX 可扩展的CPU 调度功能以及VMware Distributed Resource Scheduler (DRS) 的多主机平衡功能,性能波动现象也明显减少。VMware ESX 可以直接暂停并重新调度虚拟机,而无需考虑客户操作系统内部的线程活动。这使得资源共享更加确定,可显著改善用户在View桌面虚拟化环境中的体验。 与基于Terminal Server 的集中式计算不同,View桌面虚拟化可为每位用户提供一个独立的虚拟机来进行桌面计算。单独运行Citrix、Terminal Server 或任何多用户操作系统都算不上View桌面虚拟化。通过为每位用户提供自己的操作系统,View桌面虚拟化提供了企业部署集中式桌面所需的稳定性和性能管理功能。 VMware View是一个企业级桌面虚拟化解决方案,它与VMware vSphere 5协同工作,可提供一个完整的端到端View桌面虚拟化解决方案,此解决方案不仅能增强控制能力和可管理性,简化虚拟桌面的管理、调配和部署;还可以提供令用户备感亲切的桌面体验,用户能够通过View Manager安全而方便地访问虚拟桌面,升级和修补工作都从单个控制台集中进行,因此可以有效地管理数百甚至数千个桌面,从而节约时间和资源。数据、信息和知识财产将保留在数据中心内。该方案具有下列优势: 集控制能力和可管理性于一身 由于桌面在数据中心运行,因此管理员可以更轻松地对其进行部署、管理和维护。 令最终用户备感亲切的体验 用户可以灵活访问与普通PC 桌面功能相同的个性化虚拟桌面。 集成VMware vSphere 5 View桌面虚拟化集成了VMware vSphere 5 的备份、故障切换和灾难恢复功能,并将这些优势扩展到桌面。 降低总体拥有成本(TCO) View桌面虚拟化可以降低管理和能源成本并延长终端的使用寿命,因而可以实现较低的总体拥有成本。

网络虚拟化技术VSS_ IRF_ CSS_ VSU比较

网络虚拟化技术:VSS、IRF2和CSS解析 思科虚拟交换系统VSS 随着云计算的高速发展,虚拟化应用成为了近几年在企业级环境下广泛实施的技术,而除了服务器/存储虚拟化之外,在2012年SDN(软件定义网络)和OpenFlow大潮的进一步推动下,网络虚拟化又再度成为热点。不过谈到网络虚拟化,其实早在2009年,各大网络设备厂商就已相继推出了自家的虚拟化解决方案,并已服务于网络应用的各个层面和各个方面。而今天,我们就和大家一起来回顾一下这些主流的网络虚拟化技术。 思科虚拟交换系统VSS

思科虚拟交换系统VSS就是一种典型的网络虚拟化技术,它可以实现将多台思科交换机虚拟成单台交换机,使设备可用的端口数量、转发能力、性能规格都倍增。例如,它可将两台物理的Cisco catalyst 6500系列交换机整合成为一台单一逻辑上的虚拟交换机,从而可将系统带宽容量扩展到1.4Tbps。 思科虚拟交换系统VSS 而想要启用VSS技术,还需要通过一条特殊的链路来绑定两个机架成为一个虚拟的交换系统,这个特殊的链路称之为虚拟交换机链路(Virtual Switch Link,即VSL)。VSL承载特殊的控制信息并使用一个头部封装每个数据帧穿过这条链路。

虚拟交换机链路VSL 在VSS之中,其中一个机箱指定为活跃交换机,另一台被指定为备份交换机。 而所有的控制层面的功能,包括管理(SNMP,Telnet,SSH等),二层协议(BPDU,PDUs,LACP等),三层协议(路由协议等),以及软件数据等,都是由 活跃交换机的引擎进行管理。 此外,VSS技术还使用机箱间NSF/SSO作为两台机箱间的主要高可用性机制,当一个虚拟交换机成员发生故障时,网络中无需进行协议重收敛,接入层或核 心层交换机将继续转发流量,因为它们只会检测出EtherChannel捆绑中有一个链路故障。而在传统模式中,一台交换机发生故障就会导致STP/HSRP和路由 协议等多个控制协议进行收敛,相比之下,VSS将多台设备虚拟化成一台设备,协议需要计算量则大为减少。

虚拟化技术

虚拟化技术简介 什么是虚拟化 虚拟化(Virtualization)技术最早出现在20 世纪60 年代的IBM 大型机系统,在70年代的System 370 系列中逐渐流行起来,这些机器通过一种叫虚拟机监控器(Virtual Machine Monitor,VMM)的程序在物理硬件之上生成许多可以运行独立操作系统软件的虚拟机(Virtual Machine)实例。随着近年多核系统、集群、网格甚至云计算的广泛部署,虚拟化技术在商业应用上的优势日益体现,不仅降低了IT 成本,而且还增强了系统安全性和可靠性,虚拟化的概念也逐渐深入到人们日常的工作与生活中。 虚拟化是一个广义的术语,对于不同的人来说可能意味着不同的东西,这要取决他们所处的环境。在计算机科学领域中,虚拟化代表着对计算资源的抽象,而不仅仅局限于虚拟机的概念。例如对物理内存的抽象,产生了虚拟内存技术,使得应用程序认为其自身拥有连续可用的地址空间(Address Space),而实际上,应用程序的代码和数据可能是被分隔成多个碎片页或段),甚至被交换到磁盘、闪存等外部存储器上,即使物理内存不足,应用程序也能顺利执行。 虚拟化技术的分类 虚拟化技术主要分为以下几个大类[1]: 平台虚拟化(Platform Virtualization),针对计算机和操作系统的虚拟化。 资源虚拟化(Resource Virtualization),针对特定的系统资源的虚拟化,比如内存、存储、网络资源等。 应用程序虚拟化(Application Virtualization),包括仿真、模拟、解释技术等。我们通常所说的虚拟化主要是指平台虚拟化技术,通过使用控制程序(Control Program,也被称为Virtual Machine Monitor 或Hypervisor),隐藏特定计算平台的实际物理特性,为用户提供抽象的、统一的、模拟的计算环境(称为虚拟机)。虚拟机中运行的操作系统被称为客户机操作系统(Guest OS),运行虚拟机监控器的操作系统被称为主机操作系统(Host OS),当然某些虚拟机监控器可以脱离操作系统直接运行在硬件之上(如VMWARE 的ESX 产品)。运行虚拟机的真实系统我们称之为主机系统。 平台虚拟化技术又可以细分为如下几个子类: 全虚拟化(Full Virtualization) 全虚拟化是指虚拟机模拟了完整的底层硬件,包括处理器、物理内存、时钟、外设等,使得为原始硬件设计的操作系统或其它系统软件完全不做任何修改就可以在虚拟机中运行。操作系统与真实硬件之间的交互可以看成是通过一个预先规定的硬件接口进行的。全虚拟化VMM 以完整模拟硬件的方式提供全部接口(同时还必须模拟特权指令的执行过程)。举例而言,x86 体系结构中,对于操作系统切换进程页表的操作,真实硬件通过提供一个特权CR3 寄存器来实现该接

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