服务器虚拟化与网络虚拟化技术探讨

日期： 2010 年 5 月

C-Marketing Data Center SPDT 康乐 杭州华三通信技术有限公司

关于 Server-to-network edge 的故事

未来几年，数据中心的新技术都将发生在 Server-to-network edge ；

FCOE 、 CNA 、 CCE/DCE 、 EVB ，都是 Server-to-network edge 的故事；

数据中心以太网络三个技术方向：融合、 IO 虚拟化 、 40G/100G

FW FW LB LB IPS IPS NetStream NetStream Server-to-netwokr edge

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概述—— 虚拟化的定义

虚拟化是资源的逻辑表示，它不受物理限制的约束—— 引自IBM《虚拟化与云计算》

• “虚拟化”的定义包含了三层含义：

• 虚拟化的对象是各种各样的资源；

• 经过虚拟化后的逻辑资源对用户隐藏了不必要的细节；

• 用户可以在虚拟环境中实现其真实环境的部分或全部功能;

• “虚拟化”的两种形式：

N:1 虚拟 化

1:N 虚拟 化

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概述—— 包罗万象的虚拟化

服务器虚拟化
存储虚拟化
桌面虚拟化
虚拟化
软件虚拟化 网络虚拟化

• 服务器虚拟化 ：使用虚拟化软件在一台物理服务器上运行多个操作系统；

• 网络虚拟化 ：将网络的硬件和软件进行整合，想用户提供虚拟网络连接的技 术， VLAN / VPN / VRF / IRF / VDC 等，后面将详细讨论；

• 存储虚拟化：为物理存储设备提供一个抽象逻辑视图，用户通过这个统一的 逻辑接口来访问被整合的存储资源， RAID / NAS / SAN 。

• 软件虚拟化：应用虚拟化、高级语言虚拟化（ JAVA/JRE ）；

• 桌面虚拟化：将个人桌面环境保存在远端服务器上，终端与桌面解除耦合；

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目录

• 服务器虚拟化带来的技术变革

  • 服务器虚拟化技术简介

  • 服务器虚拟化带来的网络技术变革

    • 虚拟机交换网络的监管与安全策略部署—— EVB 技术

    • 大二层网络中的虚拟机迁移—— 网络N:1虚拟化技术

• 虚拟机高密部署—— 网络无阻塞交换与大缓存技术

• 网络1:N虚拟化技术的应用

  • 虚拟园区网方案

服务器横向整合方案

服务器虚拟化技术简介

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服务器虚拟化的基本概念

借助虚拟化软件在一台物理服务器上运行多个操作系统；

虚拟化前:

虚拟化后:

• 每台主机一个操作系统；

  • 解除了操作系统和服务器硬件的互相依赖；

• 软件硬件紧密地结合；

• 在同一主机上运行多个应用程序通常会 遭遇沖突；

  • 每个虚拟机（逻辑服务器）被封装成一个大 文件，可拷贝/克隆；

  • 个系统间逻辑隔离，故障隔离；

• 系统的资源利用率低；

• 硬件成本高昂而且不够灵活；

• 虚拟机独立于硬件, 可在其他服务器上运 行；

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服务器虚拟化的两个术语

• 在虚拟化中有两个常用的术语： Virtual Machine 、virtual machine monitor

• Virtual Machine（VM） 是指运行在Hypervisor之上，拥有CPU、IO、内

• 存等虚拟硬件资源并可支撑操作系统运行的一个完整的系统平台。

• virtual machine monitor（VMM） 或叫做 Hypervisor， 是支持虚拟机运 行的软件平台，负责虚拟机（VM）的托管和管理，它直接运行在服务器 硬件上，因此其实现直接受底层体系机构的约束。

• VMM，有两种典型的实现：

• 主机实现方案 （hosted），也叫做主机虚拟化，实现：

• •VMware Server (GSX)、VMware Workstation、VMware Fusion

• •Microsoft Virtual PC 、Microsoft Virtual Server

• 裸金属实现方案 （bare-metal ）,也叫做裸金属虚拟化，实现：

• •VMware ESX Server

• 当前市场上的主流产品

• •Citrix XenServer

• •Microsoft Hyper-V

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服务器虚拟化的典型实现

一 一 一 一
主 裸
Application 个 Application 个 金 Application 个 Application 个
机
虚 虚 虚 属 虚 虚
拟 拟 虚 拟 拟
拟
Virtual Private OS 机 Virtual Private OS 机 化 拟 Virtual Private OS 机 Virtual Private OS 机
Server Server Server Server
的 化
VMM （虚拟化软件） 结 的
VMM （虚拟化软件）
结
构
构
VMM 负责硬件资源的管理。
VMM 作为一个应用程序运行在通用操作
系统之上，操作系统管理资源。 VM应用层、VM内核、Hypervisor处于不同
的CPU特权等级
多个虚拟机的OS间相互独立，一个虚拟
机宕机不影响其他虚拟机。 多个虚拟机的OS间相互独立，一个虚拟机
宕机不影响其他虚拟机。
操作系统支持的硬件，虚拟机就能支
持。 处理性能高，接近非虚拟化运行模式；

性能低。

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服务器虚拟化的关键特性

分区 隔离
在单一物理服务器上同时运行 在同一服务器上的虚拟机之间
多个虚拟机 相互隔离
封装 动态迁移
整个虚拟机都保存在文件中，而且
运行中的 VM 可实现动态迁移到不
可以通过移动和复制这些文件的方
式来移动和复制该虚拟机 同物理及的虚拟平台上

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