服務器虛擬化技術與數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡的介紹

　　面對服務器虛擬化的熱潮，顯然數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡的技術不會停滯不前，為了滿足服務器虛擬化的順利部署，數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡也迎來了新的變革，涌現(xiàn)出來一批新興的網(wǎng)絡技術，以滿足服務器虛擬化的需求。

　　服務器虛擬化技術在提升物理服務器CPU利用率、降低數(shù)據(jù)中心能耗、方便數(shù)據(jù)中心管理等方面有諸多優(yōu)勢，我們常說的虛擬機就是虛擬化技術的具體應用形式。虛擬化技術是運行在內(nèi)存中的一個操作系統(tǒng)實例，它與服務器的物理網(wǎng)卡沒有直接的聯(lián)系，對外的數(shù)據(jù)交互是通過Hypervisor模擬出來的網(wǎng)絡接口實現(xiàn)的。隨著虛擬化技術的成熟和X86 服務器CPU性能的提升，越來越多的數(shù)據(jù)中心開始向虛擬化轉(zhuǎn)型，如今在數(shù)據(jù)中心內(nèi)的服務器上運行虛擬化軟件已經(jīng)非常普遍了。正如唯物主義辯證法一樣，一個問題的解決必然會伴隨著新的問題產(chǎn)生，服務器的虛擬化有這么多的好處，卻給連接服務器的網(wǎng)絡帶來了難題。

　　舉個最簡單的例子，原來的服務器是一個網(wǎng)卡一個IP地址，通過一條鏈路連接到網(wǎng)絡中，而現(xiàn)在通過虛擬化可以虛擬出很多歌IP地址，而這些IP地址實際物理上還是通過一條鏈路連接到網(wǎng)絡中，在同時工作時流量都會全部擠在這一條鏈路上，多個虛擬化應用和網(wǎng)絡端口之間形成了多對一的關系，這樣就很難在單個端口上下發(fā)管理策略，增加了網(wǎng)絡管理的復雜度。

　　面對服務器虛擬化的熱潮，顯然數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡的技術不會停滯不前，為了滿足服務器虛擬化的順利部署，數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡也迎來了新的變革，涌現(xiàn)出來一批新興的網(wǎng)絡技術，以滿足服務器虛擬化的需求。當服務器部署了虛擬化后，網(wǎng)絡端口和服務器之間的對應關系由一對一變成了多對一，網(wǎng)絡技術首先要解決這個多對一的對應問題。顯然已經(jīng)有人想到了解決的辦法，那就是VEB技術。VEB（Virtual Ethernet Bridges，即虛擬橋接網(wǎng)絡），用于連接虛擬機到接入網(wǎng)絡設備的網(wǎng)絡服務，VEB既可以通過軟件在 VMM中實現(xiàn)，也可以通過硬件支持SR-IOV特性的網(wǎng)卡完成。

　　軟件VEB指的是Hypervisor內(nèi)部的虛擬交換機，目前主要指的就是Vmware的VSWITCH。VSWITCH從物理網(wǎng)卡上接收以太網(wǎng)報文，根據(jù)VMM下發(fā)的虛擬機MAC與VSWITCH邏輯端口對應關系表來轉(zhuǎn)發(fā)報文。軟件VEB節(jié)省了接入層網(wǎng)絡設備，對現(xiàn)有網(wǎng)絡標準兼容性好，但是卻在運行的過程中會耗費CPU資源，也缺乏網(wǎng)絡控制策略的實施能力，因此在實際應用中更偏向于使用硬件VEB技術。基于硬件實現(xiàn)的VEB技術是將軟件VEB的實現(xiàn)移植到服務器物理網(wǎng)卡上，通過網(wǎng)卡硬件改善VSWITCH占用CPU資源而影響虛擬機性能的問題。到后來HP又提出將虛擬交換機的實現(xiàn)移植到硬件交換機上，實現(xiàn)虛擬機之間的“硬件換”。

　　采用這種方法，通常只需要對網(wǎng)卡驅(qū)動、VMM橋模塊和外部交換機的軟件做很小的改動，從而實現(xiàn)低成本方案目標，對當前網(wǎng)卡、交換機、現(xiàn)有的以太網(wǎng)報文格式和標準影響最小，這種方式已經(jīng)得到了絕大多數(shù)網(wǎng)絡廠商和服務器廠商的認可。不過這種方式需要在網(wǎng)絡中引入新的支持VEPA的交換機設備，增加了投入成本。目前來看，針對服務器虛擬化應用最佳的方案就是部署支持VEPA的硬件交換機。