虚拟化简介
虚拟化大获成功,是由于它完成了开端许诺的优势,包括优化硬件利用率,削减服务器众多和最大极限添加服务器硬件出资报答。这是经过以下途径完成的:对服务器的核算资源(CPU和RAM内存)进行抽象化和虚拟化,供多种虚拟化运用作业负载同享。迄今为止,业界布置的虚拟机(VM)数量已达到4000万1,该技能的受欢迎程度可见一斑。
滑润的非破坏性虚拟机(VM)搬迁技能于2003年问世,随之而来的是超卓的IT灵敏性——以虚拟机移动性和灵敏的虚拟机布置为根底。该技能的运用规划和功用不断扩展,变得更完善更快速——历经10年的开展,咱们才能够以开端想象的方法完成虚拟化的悉数潜力。
虚拟化的网络应战
但是,尽管咱们一向尽力开发虚拟机搬迁相关的功用,但网络应战越来越严峻。其间包括:
虚拟机移动性导致的冗杂网络重新配置
将虚拟化扩展到2层鸿沟之外的约束
扩展安全的专用网络所需的虚拟LAN(VLAN)ID缺乏
因而,完成真实IT灵敏性的许诺只完成了一部分。例如,用户面对两种挑选:应对全新类型的服务器众多,即虚拟服务器众多;或许在每次进行虚拟机搬迁后花费1800美元2来重新配置多个网元。有依据显现,用户仍在坚持施行作业负载虚拟化,以下降硬件本钱,但在完成真实的灵敏性方面并没有什么发展。
一个必定的成果是,虚拟机搬迁和虚拟机间通讯一般限于同一个机架或几个机架(归于同一个2层子网)中的主机服务器,这是虚拟机2层通讯要求所决议的。
最终,4096(实际上是4094 + 2个有约束的ID)VLAN ID的约束使咱们无法向私有云根底架构中添加更安全的阻隔用户组,或向公共云/混合云中添加租户。
堆叠网络成为救世主
堆叠网络的问世和布置最终使IT司理们能够开释虚拟化的悉数潜力,交给真实的IT灵敏性——尽管迄今为止仍遭到核算和存储根底架构(程度稍轻一些)的约束。水到渠成的是,一项Vmware CIO查询3显现,将虚拟化扩展到网络和存储根底架构是2015年的一项首要IT方针。
堆叠网络:什么让咱们等了这么长期?
咱们完全能够做个这样的类比,从2003年到2012年前后,人们一向尽力经过数据中心虚拟化来完成真实无约束的IT灵敏性;而1985年后的10年里从DOS搬迁到Windows 95,在增强界面体会方面的作用要远远好于前者!
什么是堆叠网络?
从根本上讲,堆叠网络便是在3层网络根底上构建虚拟2层(L2)网络,这便是”堆叠”一词的由来。来自虚拟机的流量被映射到该虚拟网络中。网络数据包封装为MAC-in-IP格局,然后经过现有根底架构路由。
在怎么构建堆叠网络方面,现在有两项主张(由于广泛的职业支撑,咱们大可称之为”现实”规范)提交给互联网工程作业组(IETF)。这便是微软支撑(从Windows Server 2012开端)的运用通用路由封装协议的Network Virtualization(NVGRE)和VMware支撑(从vSphere 5.1开端)的Virtual eXtensible Local Area Networks(VXLAN)。这两种规范有着相同的意图:在根底架构内完成虚拟作业负载的滑润搬迁,协助打造大规划和云规划虚拟机布置。
NVGRE将以太网2层(L2)帧封装到GRE数据包中。GRE是1994年初次提出的一种协议4。
VXLAN将以太网2层(L2)帧封装到UDP数据包中。VXLAN规范的一个优势是它还界说了一些操控平面功用。
这两种主张都将以太网L2帧封装到IP数据包中,并刺进一个新的24位虚拟网络标识符(VNI)。这些标识符使运转的2层(L2)子网数量可超越1600万;与前面说到的4,094个VLAN ID的约束比较,这意味着可扩展性得到了大幅度进步。下图显现了VXLAN处理方案的概念拓扑图。
堆叠网络:什么让咱们等了这么长期?
处理与虚拟机移动性相关的核心问题为什么花了这么长期?
从技能层面讲,堆叠网络自身并没有什么特别杂乱难明的技能,并不是这一点推迟了它的问世。堆叠网络的两大要害技能创新,即地道(tunneling)和MAC-in-IP封装,本能够早些完成,协助减轻上面说到的问题。
例如,堆叠传输虚拟化(OTV)完成了在3层扩展2层域的相同方针;思科早在2009年5就在其交换机中开端支撑广域网(WAN)功用;与虚拟专用LAN服务相关的一个相似职业规范化草案早在2006年6就提交给了IETF。
尽管如此,咱们仍是信任老话说的,从2012年开端的堆叠网络布置,是一件“晚做总比不做好”的作业。
虚拟机移动性–成果好,万事好
堆叠网络技能的问世是不是意味着一切虚拟机搬迁相关问题都方便的处理,IT灵敏性问题不复存在?的确,两种常用的堆叠网络格局在虚拟化程度渐高的数据中心内日益受欢迎,可完成虚拟化技能的悉数价值,一起协助构建大型可扩展网络。
但是,虚拟机移动性和网络重新配置问题的处理又带来了新的费事。在软件中施行堆叠网络会添加服务器的CPU担负,占用经过虚拟化完成作业负载整合的资源!
在挑选服务器的网络适配器(NIC)时深思熟虑,稳重挑选,能够缓解这一问题。
主张:使服务器网络I/O挑选成为战略决策
大多数抢先的网络接口卡(NIC)适配器都包括一套TCP/IP卸载功用,以最大极限地下降服务器CPU占用率,从而进步虚拟化密度,最大极限地添加服务器出资报答。但是,假如没有专门规划的堆叠网络卸载支撑功用,适配器的这些TCP/IP卸载功用将会“形同虚设”。这些适配器能够将CPU利用率进步50%,大大进步服务器功率和虚拟机可扩展性。
挑选确认可支撑堆叠网络卸载的NIC渠道,就能够使您的数据中心面向未来,协助在将来轻松扩展虚拟化项目规划,顺畅开端施行私有云或混合云根底架构。
为了使虚拟化成为真实有用的IT灵敏性东西,您现已等了10年;现在,您还乐意由于不明智的NIC挑选而持续等候吗?