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。

除了部署VEPA交換機之外，還需要數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡做到更多。由于服務器部署虛擬化后整體運行效率提高，但是卻加大了網(wǎng)卡、網(wǎng)絡的承載能力。原來的服務器CPU利用率普遍運行在20%左右，部署虛擬化之后一般都運行在80%左右，網(wǎng)卡的速率也會加大，這增加了網(wǎng)絡的壓力。原來連接一臺服務器的千兆網(wǎng)絡端口可能只需要處理200M的平均流量，現(xiàn)在還處理800M的流量，這就需要接入網(wǎng)絡設備的性能要比較高。很多網(wǎng)絡設備雖然端口是千兆、萬兆但并不代表其有能力完全將這個線速流量轉(zhuǎn)發(fā)出去，在網(wǎng)絡設備內(nèi)部會有很多可能產(chǎn)生擁塞的點，所以在部署虛擬化時，應該對未來的流量提升做好評估，現(xiàn)有的網(wǎng)絡設備能否滿足要求。對于服務器的網(wǎng)卡也一樣，雖然標稱是千兆網(wǎng)卡甚至萬兆網(wǎng)卡，但是我們都知道網(wǎng)卡是無法達到線速的，而且對突發(fā)流量的應對能力不足，這時就需要將壓力傳遞到網(wǎng)絡設備上，可以在網(wǎng)絡設備和網(wǎng)卡上都開啟流控功能，當服務器網(wǎng)卡能力不足時，可以及時發(fā)出流量，網(wǎng)絡設備收到流控報文后減緩流量發(fā)送。

服務器部署虛擬化后，一臺服務器往往要承載多種應用，而服務器僅通過一條鏈路連接到網(wǎng)絡設備商顯然是不行的?，F(xiàn)在的服務器都支持雙網(wǎng)卡或多網(wǎng)卡同時工作，因此一般要在服務器上開啟多網(wǎng)卡同時工作。這些網(wǎng)卡和網(wǎng)絡設備如何互連，實現(xiàn)流量的負載分擔，滿足多網(wǎng)卡同時工作，都給網(wǎng)絡設備出了難題?，F(xiàn)在網(wǎng)絡設備和網(wǎng)卡之間普遍采用聚合方式、NLB、單鏈路等方式實現(xiàn)互連。虛擬化技術造成了多對一的連接關系就要求網(wǎng)絡設備的運行可靠性要高，因為就算是數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡里最常見的一個鏈路端口出現(xiàn)了UP/DOWN，可能會導致數(shù)十個應用無法運行，影響很大。因此要在網(wǎng)絡部署聚合、LLDP、DLDP等協(xié)議，實時檢測鏈路狀態(tài)，鄰居狀態(tài)，一旦有問題流量可以切換到備用鏈路上，保持應用不中斷。部署虛擬化之后，傳統(tǒng)的二層環(huán)路協(xié)議很難發(fā)揮出作用，需要嘗試新的數(shù)據(jù)中心二層協(xié)議技術，網(wǎng)絡上關于這類新興技術描述很多，在此不再詳述。

服務器的虛擬化應用給數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡帶來了沖擊，原有的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡已經(jīng)無法滿足應用需求，除了本文以上介紹的內(nèi)容，網(wǎng)絡還需要做出更多的改變。解決了服務器虛擬化多對一的問題只是完成了有無的問題，如何為服務器的虛擬化提供更好的網(wǎng)絡服務，才是未來數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡技術的發(fā)展方向。不久的將來會有越來越多的網(wǎng)絡新技術得到應用，伴隨著服務器的虛擬化應用普及，新一代的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡時代也即將到來。

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