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网络虚拟化的发展
一、数据中心虚拟化起源
⚫ 所谓虚拟化,本身就是一个广义的通用术语,包罗万象
⚫ 虚拟化是一种资源管理技术,本质是从物理到逻辑的映射,是物理资源的复用或融合。
⚫ 特点:仿真、透明实现
⚫ 风格:模拟、伪装
⚫ 起源:
二、虚拟化技术分类
⚫ 虚拟化技术按现实方法,可以分类为:池化、抽象、分区
⚫ 按照技术领域来划分,可以分为:网络、存储、服务器(计算)虚拟化,其中计算虚拟
化是虚拟技术发展最重要的催化剂。
三、计算机虚拟化业务的发展
⚫ 计算虚拟化业务经理了由单一到多元、分散到统一,由集中到分布,由局限于设备的虚
拟化到整体数据中心云化,最后再由云服务各行各业的过程。

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⚫ 云计算的出现极大推动了计算虚拟化技术的提升,也促进了其他虚拟化技术的发展。
➢ 1959 年 6 越,Chirstopher 首次提出了计算虚拟化概念
➢ 1965 年,IBM 发布收款操作系统虚拟化技术
➢ 1974 年,Popek 和 Goldberg 正式定义虚拟机
➢ 1998 年,Nmware 将虚拟化技术引入 x86 架构
➢ 1999 年,第一个商业化 IaaS 平台 LoudCloud 出现
➢ 2000 年,SaaS 兴起
➢ 2004 年,Google 发布 MapReduce 论文,大数据基石 Hadoop 出现
➢ 2005 年,亚马逊推出 AWS,公有云业务进入蓬勃发展
四、计算虚拟化面临的挑战
⚫ 随着计算虚拟化发展,DC 内大量部署的虚拟机提供云服务。部署虚拟机需要在网络中
无限地迁移,虚拟机数量和增长速度也远超越物理服务器,给计算虚拟化带来了新的挑
战。
⚫ 虚拟机迁移范围收到网络架构限制
➢ 迁移的不中断性限制了网络是二层
➢ 传统的 STP 等部署繁琐,配置复杂,并且网络规模不能过大,限制了虚拟化的网络
扩展性
➢ 各厂家私有的设备及虚拟化技术(如 IRF)虽然可以简化拓扑,但只能一般适用于
数据中心内部网络。
⚫ 虚拟机规模受网络规格限制
在二层网络环境下,MAC 地址表成为决定云计算环境下虚拟机的规模上限的瓶颈,限
制了整个云计算数据中心的虚拟机数量。
⚫ 虚拟业务的网络隔离/分离能力限制
VLAN 数量在标准定义中只有 12 个比特单位,即可用的数量为 4k,这样的数量级对于
公有云或大型虚拟化云计算应用而言微不足道
五、网络虚拟化技术概述
⚫ 什么是网络虚拟化
可以构建出虚拟的网络链路或网络节点的技术,无论是二层的,大二层的,三层的,还
是多虚一,一虚多,都属于网络虚拟化技术
⚫ 网络虚拟化的分层:
数据平面、控制平面、管理平面
⚫ 网络虚拟化的优点:可扩展性、灵活性、安全性、构建逻辑分区
⚫ 网络虚拟化从来不是单独发展的,而是和服务器虚拟化、存储虚拟化并列发展的,为解
决计算虚拟化面临的挑战,发展出了多种新的网络虚拟化技术,网络虚拟化进入快速发
展期。
⚫ 计算虚拟化面临的挑战,要求网络虚拟化能够以较低成本提供一个拥有充足隔离能力的
透明大二层网络。
➢ STP:部署繁琐,无法构建跨三层的二层网络,规模有限
➢ IRF:简化网络拓扑,强制要求拓扑,只能用于数据中心内部

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➢ EVB:包括 VEB、VEPA 等部分,只能解决虚拟机网络接入的问题。
➢ 802.1Qbh:需要专门芯片支持,厂商限制严重,也只能解决接入层
➢ Trill:引入了 L2 ISIS 做为专门寻址协议,在内外层 Ethernet 报头之间引入了 TRILL
报头,使用 NickName 作为转发标识,用于报文在 TRILL 网络种的寻址转发,MAC
in MAC,落地情况一般,收敛慢,缺乏运维经验
➢ SPB:同样使用 L2 ISIS 作为寻址协议,MAC in MAC,负载均衡需要预配置,缺乏
运维经验。
⚫ 需要一种新的网络虚拟化技术来满足计算虚拟化高速发展带来的需求。
Overlay 基本概念与分类
一、Overlay 技术的出现
⚫ Overlay 在网络技术领域,是一种网络架构上叠加的虚拟化技术模式,其大体框架是对
基础网络不进行大规模修改的条件下,实现应用在网络上的承载,并能与其他网络业务
分离,并且以基于 IP 的基础网络技术为主。
➢ Overlay 网络是指建立在已有网络上的虚拟网,逻辑节点和逻辑链路构成了 Overlay
网络。
➢ Overlay 网络是具有独立的控制和转发平面,对于连接在 Overlay 边缘设备之外的
终端系统来说,物理网络是透明的。
➢ Overlay 网络的出现是为了实现已有网络所不能提供的功能和服务。
➢ Overlay 网络是物理网络向云和虚拟化的深度延伸,使云资源池化能力可以摆脱物
理网络的重重限制,是实现云网融合的关键。
二、Overlay 技术基本概念
⚫ Overlay 边缘设备
Overlay 数据报文的封装/解封装节点,决定了 Overlay 网络的规模
⚫ Overlay 控制平面
➢ 服务出现
➢ 地址通告和映射
➢ 隧道管理
⚫ Overlay 数据平面
提供数据封装,基于承载网络传输
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