网络虚拟化平台:云计算的软件技术,集群管理HA机制

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虚拟化平台

虚拟化平台是介于数据网络拓扑和租户控制器之间的中间层。面向数据平面,虚拟化平面就是控制器,而面向租户控制器,虚拟化平台就是数据平面。所以虚拟化平台本质上具有数据平面和控制层面两种属性。在虚拟化的核心层,虚拟化平台需要完成物理网络资源到虚拟资源的虚拟化映射过程。

面向租户控制器,虚拟化平台充当数据平面角色,将模拟出来的虚拟网络呈现给租户控制器。从租户控制器上往下看,只能看到属于自己的虚拟网络,而并不了解真实的物理网络。而在数据层面的角度看,虚拟化平台就是控制器,而交换机并不知道虚拟平面的存在。所以虚拟化平台的存在实现了面向租户和面向底层网络的透明虚拟化,其管理全部的物理网络拓扑,并向租户提供隔离的虚拟网络。

SDN与网络虚拟化

由于早期成功的的SDN方案中网络虚拟化案例较多,有的读者可能会认为SDN和网络虚拟化是同一个层面的,然而这是一个错误的说法。SDN不是网络虚拟化,网络虚拟化也不是SDN。SDN是一种集中控制的网络架构,可将网络划分为数据层面和控制层面。而网络虚拟化是一种网络技术,可以在物理拓扑上创建虚拟网络。

传统的网络虚拟化部署需要手动逐跳部署,其效率低下,人力成本很高。而在数据中心等场景中,为实现快速部署和动态调整,必须使用自动化的业务部署。SDN的出现给网络虚拟化业务部署提供了新的解决方案。通过集中控制的方式,网络管理员可以通过控制器的API来编写程序,从而实现自动化的业务部署,大大缩短业务部署周期,同时也实现随需动态调整。

随着IaaS的发展,数据中心网络对网络虚拟化技术的需求将会越来越强烈。SDN出现不久后,SDN初创公司Nicira就开发了网络虚拟化产品NVP(Network Virtualization Platform)。Nicira被VMware收购之后,VMware结合NVP和自己的产品vCloud Networking and Security (vCNS),推出了VMware的网络虚拟化和安全产品NSX。NSX可以为数据中心提供软件定义化的网络虚拟化服务。由于网络虚拟化是SDN早期少数几个可以落地的应用,所以大众很容易将网络虚拟化和SDN弄混淆。正如前面所说,网络虚拟化只是一种网络技术,而基于SDN的网络架构可以更容易地实现网络虚拟化。

SDN实现网络虚拟化

通过SDN实现网络虚拟化需要完成物理网络管理,网络资源虚拟化和网络隔离三部分工作。而这三部分内容往往通过专门的中间层软件完成,我们称之为网络虚拟化平台。虚拟化平台需要完成物理网络的管理和抽象虚拟化,并分别提供给不同的租户。此外,虚拟化平台还应该实现不同租户之间的相互隔离,保证不同租户互不影响。虚拟化平台的存在使得租户无法感知到网络虚拟化的存在,也即虚拟化平台可实现用户透明的网络虚拟化。

集群管理技术

集群(cluster)技术是一种较新的技术,通过集群技术,可以在付出较低成本的情况下获得在性能、可靠性、灵活性方面的相对较高的收益,其任务调度则是集群系统中的核心技术。 集群是一组相互独立的、通过高速网络互联的计算机,它们构成了一个组,并以单一系统的模式加以管理。一个客户与集群相互作用时,集群像是一个独立的服务器。集群配置是用于提高可用性和可缩放性。

特点 1 提高性能 一些计算密集型应用,如:天气预报、核试验模拟等,需要计算机要有很强的运算处理能力,现有的技术,即使普通的大型机器计算也很难胜任。这时,一般都使用计算机集群技术,集中几十台甚至上百台计算机的运算能力来满足要求。提高处理性能一直是集群技术研究的一个重要目标之一。 2 降低成本 通常一套较好的集群配置,其软硬件开销要超过100000美元。但与价值上百万美元的专用超级计算机相比已属相当便宜。在达到同样性能的条件下,采用计算机集群比采用同等运算能力的大型计算机具有更高的性价比。 3 提高可扩展性 用户若想扩展系统能力,不得不购买更高性能的服务器,才能获得额外所需的CPU 和存储器。如果采用集群技术,则只需要将新的服务器加入集群中即可,对于客户来看,服务无论从连续性还是性能上都几乎没有变化,好像系统在不知不觉中完成了升级。 4 增强可靠性 集群技术使系统在故障发生时仍可以继续工作,将系统停运时间减到最小。集群系统在提高系统的可靠性的同时,也大大减小了故障损失。

应用

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