网络虚拟化和数据中心

网络虚拟化与数据中心网络

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什么是NFVNFV的发展

NFV的框架NFV的应用23数据中心网络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。x86ArchitectureVMwareESXServerx86ArchitectureVMwareESXServerVMotion迁移虚拟机VMotion需要在二层网络中完成迁移4VLAN－STPVLAN采用SpanningTreeProtocol(STP)协议按照树的结构来构造网络拓扑，消除网络中的环路，避免由于环路的存在而造成广播风暴问题。STP的机制导致了二层链路利用率不足，尤其是在网络设备具有全连接拓扑关系时，这种缺陷尤为突出。如图所示，当采用全网STP二层设计时，STP将阻塞大多数链路，使接入到汇聚间带宽降至1/4，汇聚至核心间带宽降至1/8。这种缺陷造成越接近树根的交换机，端口拥塞越严重，造成的带宽资源浪费就越可观。5IRFH3CIRF（IntelligentResilientFramework）是N:1网络虚拟化技术。IRF可将多台网络设备（成员设备）虚拟化为一台网络设备（虚拟设备），并将这些设备作为单一设备管理和使用。IRF虚拟化技术不仅使多台物理设备简化成一台逻辑设备，同时网络各层之间的多条链路连接也将变成两台逻辑设备之间的直连，因此可以将多条物理链路进行跨设备的链路聚合，从而变成了一条逻辑链路，增加带宽的同时也避免了由多条物理链路引起的环路问题。6CSS华为集群交换系统CSS（ClusterSwitchSystem），又被称为集群，是指将多台支持集群特性的交换机设备组合在一起，从逻辑上组合成一台整体交换设备，如图所示。通过跨框Eth-Trunk，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。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。这样即可以增大设备容量，又可以进行设备间的业务备份，增加可靠性。7思科VSSCISCOVSS是一种网络系统虚拟化技术，将两台Cisco系列交换机或者路由器组合为单一虚拟交换机/路由器，从而提高运营效率、增强不间断通信。这两个物理交换机通过标准万兆以太网接口相连，因此能位于任何位置，其相隔的距离仅受限于所选的万兆以太网光纤长度。89TRILLTRILL技术构建的数据中心大二层网络如图所示，网络分为核心层(相当于传统数据中心汇聚层)、接入层。接入层是TRILL网络与传统以太网的边界；核心层RBridge不提供主机接入，只负责TRILL帧的高速转发。每个接入层RBridge通过多个高速端口分别接入到多台核心层RBridge上。TRILL最大可以支持16台核心层RBridge。TRILL技术目前在芯片实现上存在客观缺陷：核心层不能支持三层终结，必须要在核心层上再增加一层设备来做网关。这导致网络结构变得复杂，管理难度增加，网络建设、运维成本都会增加。10SPBSPB可细分为SPBV(VLANQinQ)和SPBM(MACinMAC)两个部分，目前看主要用到的是SPBM。SPBM是标准的MACinMAC封装，在SPB区域中数据报文也都是依靠外层MAC做传统Ethernet转发。外层Ethernet报头中的源目的MAC就代表了SPB区域边缘的UNI设备，此设备MAC是由L2ISIS在SPB区域中传递的。由于在SPB网络中还是采用传统Ethernet进行转发，因此需要定义一系列的软件算法以保证多路径的广播无环和单播负载均衡。11FabricPath是Cisco的私有解决方案，但可以看