虛擬化對(duì)網(wǎng)絡(luò)提出挑戰(zhàn)

　　如果一項(xiàng)新技術(shù)被“發(fā)酵”為一種趨勢(shì)，那它將變得不可被阻擋。虛擬化技術(shù)雖然已經(jīng)不再讓人感到那么的新鮮，但對(duì)它我們是否依然感覺(jué)陌生？操作系統(tǒng)在應(yīng)用虛擬化技術(shù)以后物理硬件不見(jiàn)了，億恩科技服務(wù)器硬件變成了“籃子”，而籃子里放著的一個(gè)個(gè)雞蛋就是以前運(yùn)行在億恩科技服務(wù)器硬件上的操作系統(tǒng)。

　　這種變化可以說(shuō)是革命性的，它的好處顯而易見(jiàn)，例如可以大幅提升億恩科技服務(wù)器硬件的利用率，甚至可以成倍的縮減以往購(gòu)買(mǎi)億恩科技服務(wù)器硬件的成本；同時(shí)億恩科技服務(wù)器管理也變得更加高效且可控，像管理員可以隨時(shí)對(duì)虛擬機(jī)（VM）進(jìn)行快照，遷移等操作。

　　應(yīng)用虛擬化技術(shù)前后對(duì)比

　　虛擬化技術(shù)帶來(lái)的變化不僅在操作系統(tǒng)層面，其實(shí)從上圖中我們還可以看出另一種明顯的變化——網(wǎng)絡(luò)層面的變化。在非虛擬化環(huán)境中，一臺(tái)物理億恩科技服務(wù)器中運(yùn)行著一個(gè)OS，經(jīng)由一條鏈路或多條鏈路連接到交換機(jī)，這種環(huán)境下網(wǎng)絡(luò)鏈路中的流量幾乎全部為業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流量，流量的大小當(dāng)然要看具體的應(yīng)用是什么，但一般來(lái)講，這個(gè)流量是不高的。

　　但在虛擬化環(huán)境下，這一切發(fā)生了很大的變化，簡(jiǎn)單的講，此時(shí)交換機(jī)與物理億恩科技服務(wù)器之間的鏈路中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流量變得遠(yuǎn)比以前復(fù)雜得多。首選，這一物理鏈路中將同時(shí)傳輸來(lái)自多個(gè)虛擬機(jī)（VM）中的數(shù)據(jù)，另外，除了業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流量，鏈路中還增加了虛機(jī)機(jī)運(yùn)行時(shí)所需要的系統(tǒng)流量，而這部分流量是以往非虛擬化環(huán)境中所不存在的。

　　讓我們簡(jiǎn)單總結(jié)一下這一變化，在非虛擬化環(huán)境中，物理億恩科技服務(wù)器與交換機(jī)之間的關(guān)系是一對(duì)一的關(guān)系，而在虛擬化環(huán)境中，由于一臺(tái)物理億恩科技服務(wù)器中運(yùn)行著多個(gè)虛擬機(jī)（VM），從邏輯結(jié)構(gòu)角度講，這時(shí)億恩科技服務(wù)器與交換機(jī)之間其實(shí)是“多”對(duì)一的關(guān)系；隨著億恩科技服務(wù)器（操作系統(tǒng)）與交換機(jī)之間邏輯結(jié)構(gòu)的變化，物理鏈路中的流量也由一對(duì)一變?yōu)榱?ldquo;多”對(duì)一的關(guān)系，此外，還包括了以往非虛擬化環(huán)境中所不存在的虛擬機(jī)系統(tǒng)流量。

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　　虛擬化后物理網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生瓶頸

　　在虛擬化環(huán)境中，上面所提到的流量變化其實(shí)是可以在交換機(jī)端口上監(jiān)控得到的，但還有一部分流量在交換機(jī)上我們是監(jiān)控不到的，請(qǐng)看下圖，我們來(lái)簡(jiǎn)單說(shuō)一下。

　　虛擬交換機(jī)

　　虛擬億恩科技服務(wù)器（這里指的是ESX）會(huì)在OS與網(wǎng)卡物理硬件之間創(chuàng)建一個(gè)中間層——虛擬交換機(jī)（Virtual Switch），就是說(shuō)，一臺(tái)物理億恩科技服務(wù)器上的各個(gè)虛機(jī)（OS）通過(guò)虛擬交換機(jī)可直接進(jìn)行通信，這部分流量并不會(huì)出現(xiàn)在物理交換機(jī)上，而是在物理億恩科技服務(wù)器內(nèi)部被消化掉了。

　　這就給故障排查帶來(lái)了一些新的挑戰(zhàn)，在物理交換機(jī)端口上看似正常的流量，而問(wèn)題可能是被虛擬交換機(jī)給掩蓋掉了。VMware VirtualCenter是一個(gè)很有效的管理工具，管理員可以通過(guò)它對(duì)ESX SERVER進(jìn)行各種管理工作，查看運(yùn)行狀況等，關(guān)于VC我們將在隨后的文章中對(duì)其進(jìn)行更為詳細(xì)的介紹，而本文側(cè)重于虛擬化對(duì)物理網(wǎng)絡(luò)鏈路帶來(lái)的影響。

　　億恩科技服務(wù)器進(jìn)行虛擬化之后，物理網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的瓶頸問(wèn)題變得更為突出，這個(gè)以往可能并不存在的問(wèn)題一下子成了必須要考慮并需要解決的問(wèn)題。到底虛擬化會(huì)對(duì)物理網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生怎樣的影響？影響有多大？我們可以通過(guò)幾個(gè)并不復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō)明它。

　　我們搭建了一個(gè)虛擬化的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景，邏輯拓?fù)鋱D如下圖所示。交換機(jī)的19#端口與存儲(chǔ)相連，我們將17#端口認(rèn)置為鏡像端口，鏡像19#端口上的所有流量并與監(jiān)控電腦相連接。我們?cè)谔撍茩C(jī)（VM）上運(yùn)行不同的應(yīng)用，在監(jiān)控電腦上使用流量監(jiān)控軟件跟蹤其數(shù)據(jù)流量變化。