为什么要网络虚拟化

1. 什么是虚拟化技术，为什么要虚拟化技术

一.什么是虚拟化？
简单来讲，虚拟化就是为一些组件创建虚拟（而不是物理）版本的过程。虚拟化可以应用到计算机、操作系统、存储设备、应用或网络。但是，服务器虚拟化才是虚拟化的核心。 现如今的 x86 服务器的设计存在局限性，每次只能运行一个操作系统和应用，这为 IT 部门带来了挑战。因此，即使是小型数据中心也必须部署大量服务器，而每台服务器的容量利用率只有 5% 到 15%，无论以哪种标准来衡量，都十分的低效。
虚拟化使用软件来模拟硬件并创建虚拟计算机系统。这样一来，企业便可以在单台服务器上运行多个虚拟系统，也就是运行多个操作系统和应用，而这可以实现规模经济以及提高效益。
二.为什么要虚拟化？
虚拟化技术能为我们解决很多以前解决不了的技术：

1、服务器整合技术：这个技术在没有虚拟化技术之前是很难完成的。因为什么东西都是实际存在的，想把两个工作相对较少的服务器整合到一起是很困难的。然而当有了虚拟化技术以后使这种服务器整合技术变得非常容易。而这个技术需要借助我下面介绍的2、3条技术。
2、负载均衡技术：
负载均衡技术是只在每台服务器上安装一个负载均衡器，然后设置很多的调度算法及临界值。来判断此时此刻服务器的压力是轻还是重。然后根据轻重来完成服务器的合并，而合并又依据了第三条技术。
3、动态迁移技术：这个技术是前两个技术的根基，但是却不只仅仅限于前两个技术。它的目的是可以在服务器开启的状态下，把其上面的虚拟机迁移到其他的服务器上面。工作原理大体是先将目标服务器上模拟出此服务器的硬件状态，然后迁移数据，最后释放此服务器的信息。
4、克隆技术：这个技术说起来和上面那个技术很像，但是却不一样。克隆技术是把一台服务器的环境配置好了后可以通过克隆技术使其他的机子都达到和这台机子一样的效果，假如要配置100台甚至1000台服务器的话这种克隆技术是非常可观的。它和动态迁移的区别是在服务器不停机的状态下，动态迁移要求迁移的彼此必须是共享内存的，但是克隆并没有这个限制。
5、灾难恢复技术：灾难恢复是所有大型公司必须考虑的问题，因为当一些意外发生时，比如：突然断电，硬件损坏，洪水，地震，等一系列情况是，如何把灾难所造成的数据损失降到最低甚至是不损失。这要依靠第六条技术。
6、虚拟快照技术：虚拟快照技术是将虚拟机此时的状态像照片一样保存下来，当然我说的很容易，其实现原理需要非常复杂，包括cpu运行状态，内存中的数据等等。这样保存下这些虚拟技术当发生灾难或者某些失误导致虚拟机出问题时，可以很快恢复。
7、改善系统可用性。这里的可用性只得是零 down机，在这种情况下我们才可以使得效率最大化。而零down机的前提是每台服务器必须要有一个镜像，在主虚拟机和次虚拟机之间有一条心跳线来维持两者之间的关系，当心跳线停止时，次虚拟机立马启动，代替主虚拟机。
8、安全性：我们直到虚拟化在硬件层上都有一层VMM来时时刻刻侦测每台虚拟机的动向，包括捕获异常，解决门事件，完成调度等等。所以当一些危险因素来临时由于VMM的存在使得我们可以非常快的侦测到这个问题并解决它。这能比以前的硬件层上面直接是操作系统快速很多。

2. 虚拟网络是什么啊

虚拟网络是一种包含至少部分是虚拟网络链接的计算机网络。

虚拟网络链接是在两个计算设备间不包含物理连接，而是通过网络虚拟化来实现。

两种最常见的虚拟网络形式为基于协议的虚拟网络（如VLAN、VPN和VPLS等）和基于虚拟设备（如在hypervisor内部的网络连接虚拟机）的虚拟网络。

虚拟网络分类

1、VLAN

VLAN（Virtual Local Area Network）建立在交换技术的基础上，将网络结点按工作性质与需要划分成若干个“逻辑工作组”，一个“逻辑工作组”即一个虚拟网络。

VLAN的实现技术有四种：用交换机端口（Port）号定义虚拟网络、用MAC地址定义虚拟网络、IP广播组定义虚拟网络、用网络层地址定义虚拟网络。“逻辑工作组”的划分与管理由软件来实现。

2、VPN

VPN（Virtual Private Network ，简称VPN)是指在共用网络上建立专用网络的技术。之所以称为虚拟网主要是因为整个VPN网络的任意两个结点之间的连接并没有传统专网建设所需的点到点的物理链路，而是架构在公用网络服务商ISP所提供的网络平台之上的逻辑网络。

用户的数据是通过ISP在公共网络（Internet）中建立的逻辑隧道（Tunnel），即点到点的虚拟专线进行传输的。通过相应的加密和认证技术来保证用户内部网络数据在公网上安全传输，从而真正实现网络数据的专有性。

3. 为什么要进行虚拟化

虚拟化的主要目的是对 IT 基础设施进行简化。它可以简化对资源以及对资源管理的访问。 消费者可以是一名最终用户、应用程序、访问资源或与资源进行交互的服务。资源是一个提供一定功能的实现，它可以基于标准的接口接受输入和提供输出。资源可以是硬件，例如服务器、磁盘、网络、仪器;也可以是软件，例如 Web 服务。 消费者通过受虚拟资源支持的标准接口对资源进行访问。使用标准接口，可以在 IT 基础设施发生变化时将对消费者的破坏降到最低。例如，最终用户可以重用这些技巧，因为他们与虚拟资源进行交互的方式并没有发生变化，即使底层物理资源或实现已经发生了变化，他们也不会受到影响。另外，应用程序也不需要进行升级或应用补丁，因为标准接口并没有发生变化。 IT 基础设施的总体管理也可以得到简化，因为虚拟化降低了消费者与资源之间的耦合程度。因此，消费者并不依赖于资源的特定实现。利用这种松耦合关系，管理员可以在保证管理工作对消费者产生最少影响的基础上实现对 IT 基础设施的管理。管理操作可以手工完成，也可以半自动地完成，或者通过服务级协定(SLA)驱动来自动完成。 在这个基础上，网格计算可以广泛地利用虚拟化技术。网格计算可以对 IT 基础设施进行虚拟化。它处理 IT 基础设施的共享和管理，动态提供符合用户和应用程序需求的资源，同时还将提供对基础设施的简化访问。

4. 虚拟化的好处都有什么

虚拟化的作用有：

1. 减少服务器的数量，提供一种服务器整合的方法，减少初期硬件采购成本

2. 简化服务器的部署、管理和维护工作，降低管理费用

3. 提高服务器资源的利用率，提高服务器计算能力

4. 通过降低空间、散热以及电力消耗等途径压缩数据中心成本

5. 通过动态资源配置提高IT对业务的灵活适应力

6. 提高可用性，带来具有透明负载均衡、动态迁移、故障自动隔离、系统自动重构的高可靠服务器应用环境

7. 支持异构操作系统的整合，支持老应用的持续运行

8. 在不中断用户工作的情况下进行系统更新

9. 支持快速转移和复制虚拟服务器，提供一种简单便捷的灾难恢复解决方案

(4)为什么要网络虚拟化扩展阅读：

虚拟化这种技术简单来说就是让可以让一个CPU工作起来就像多个CPU并行运行，从而使得在一台电脑内可以同时运行多个操作系统。只有部份Intel 的CPU才支持这种技术。

IntelVT虚拟化技术和多任务（Multitasking）、Hyper-Threading超线程技术是完全不同的。多任务是指在一个操作系统中多个程序同时并行运行，而在虚拟化技术中，你可以拥有多个独立的操作系统同时运行，每一个操作系统中都有多个程序运行，每一个操作系统都运行在一个虚拟的CPU或虚拟主机（虚拟机）上。而Hyper-Threading超线程只是在SMP系统（SymmetricMultiProcessing）中单CPU模拟双CPU来平衡程序运行性能，这两个模拟出来的CPU是不能分离的，只能协同工作。

当然了，如果一个CPU同时支持Hyper-Threading和虚拟化技术的话，每一个虚拟CPU在各自的操作系统中都被看成是两个对称多任务处理的CPU。

5. 什么是网络虚拟化 网络虚拟化简介

网络虚拟化的内容一般指虚拟专用网络 (VPN)。VPN 对网络连接的概念进行了抽象，允许远程用户访问组织的内部网络，就像物理上连接到该网络一样。网络虚拟化可以帮助保护 IT 环境，防止来自 Internet 的威胁，同时使用户能够快速安全的访问应用程序和数据。 基于网络的虚拟化方法是在网络设备之间实现存储虚拟化功能，具体有下面几种方式： 1. 基于互联设备的虚拟化：基于互联设备的方法如果是对称的，那么控制信息和数据走在同一条通道上;如果是不对称的，控制信息和数据走在不同的路径上。在对称的方式下，互联设备可能成为瓶颈，但是多重设备管理和负载平衡机制可以减缓瓶颈的矛盾。同时，多重设备管理环境中，当一个设备发生故障时，也比较容易支持服务器实现故障接替。但是，这将产生多个SAN孤岛，因为一个设备仅控制与它所连接的存储系统。非对称式虚拟存储比对称式更具有可扩展性，因为数据和控制信息的路径是分离的。 基于互联设备的虚拟化方法能够在专用服务器上运行，使用标准操作系统，例如Windows、Sun Solaris、Linux或供应商提供的操作系统。这种方法运行在标准操作系统中，具有基于主机方法的诸多优势--易使用、设备便宜。许多基于设备的虚拟化提供商也提供附加的功能模块来改善系统的整体性能，能够获得比标准操作系统更好的性能和更完善的功能，但需要更高的硬件成本。 但是，基于设备的方法也继承了基于主机虚拟化方法的一些缺陷，因为它仍然需要一个运行在主机上的代理软件或基于主机的适配器，任何主机的故障或不适当的主机配置都可能导致访问到不被保护的数据。同时，在异构操作系统间的互操作性仍然是一个问题。 2. 基于路由器的虚拟化：基于路由器的方法是在路由器固件上实现存储虚拟化功能。供应商通常也提供运行在主机上的附加软件来进一步增强存储管理能力。在此方法中，路由器被放置于每个主机到存储网络的数据通道中，用来截取网络中任何一个从主机到存储系统的命令。]

6. 什么是网络虚拟化

网络虚拟化是能够实现网络资源动态调配、动态管理的技术。基本上分成两个部分：其一是网络基础架构本身的虚拟化，比如原来单一的网络可以虚拟化成多个网络，原来多个单一的网络单元也可以虚拟成单一网络。其二是网络提供与虚拟化服务器、储存等数据中心环境适配的特性，这些特性包含与虚拟机的互动、虚拟机的识别等。与服务器虚拟化和存储虚拟化类似，多个虚拟网络基础结构在同一个物理网络上运行（可能有重叠的 IP 地址），而且每个虚拟网络基础结构的运作就好像只有这一个虚拟网络在此共享的网络基础结构上运作。

7. 说一说什么是虚拟化

虚拟化是资源的一种逻辑表示，并不会受限于物理资源。运行的环境不在真实的硬件上，而是硬件之上的虚拟内存中的一段，或者说是虚拟的环境中。

虚拟化为数据、计算能力、存储资源等提供了一个逻辑视图，而不是物理视图。虚拟化的发展，大幅降低了IT硬件成本，减少了资源的浪费，并且提升了系统的稳定性和安全性。

1、全虚拟化

全虚拟化(FullVirtualization)也称为原始虚拟化技术，该模型使用虚拟机协调Guest操作系统和原始硬件，VMM在Guest操作系统和裸硬件之间用于工作协调，一些受保护指令必须由Hypervisor（虚拟机管理程序）来捕获处理。全虚拟化的运行速度要快于硬件模拟，但是性能方面不如裸机，因为Hypervisor需要占用一些资源。

2、半虚拟化

半虚拟化(ParaVirtualization)是另一种类似于全虚拟化的技术，它使用Hypervisor分享存取底层的硬件，但是它的Guest操作系统集成了虚拟化方面的代码。该方法无需重新编译或引起陷阱，因为操作系统自身能够与虚拟进程进行很好的协作。半虚拟化需要Guest操作系统做一些修改，使Guest操作系统意识到自己是处于虚拟化环境的，但是半虚拟化提供了与原操作系统相近的性能。

(7)为什么要网络虚拟化扩展阅读：

虚拟机设备队列（VMDq）：最大限度提高I/O吞吐率。在传统服务器虚拟化环境中，VMM必须对每个单独的数据包进行分类，并将其发送到相应的虚拟机。这样会占用大量的处理器周期。而借助VMDq，该分类功能可由英特尔服务器网卡内的专用硬件来执行，VMM只需负责将预分类的数据包组发送到相应的虚拟机。这将降低I/O延迟，使处理器获得更多的可用周期来处理业务应用。IntelVT-c可将I/O吞吐量提高一倍以上，使虚拟化应用达到接近物理服务器的吞吐率。

虚拟机直接互连（VMDc）：大幅提升虚拟化性能。VMDc支持虚拟机直接访问网络I/O硬件，从而显着提升虚拟机性能。如：通过单个英特尔万兆服务器网卡，可为10个虚拟机中的每个虚拟机分配一个受保护的、1Gb/s的专用链路。这些通信链路直接绕过了VMM交换机，进一步提升了I/O性能并减少服务器处理器的负载。

8. 为什么要进行服务器虚拟化

服务器虚拟化，就能实现在指定的物理服务器主机上以访客身份运行多个服务器操作系统。这样就能将服务器软件从物理计算机抽离出来，服务器就会成为与物理层面分离的虚拟机 ，尽管服务器认定它拥有专属计算和内存资源，然而实际上，它是在服务器硬件的虚拟仿真品上运行。

服务器虚拟化能够比以往更高效地利用 IT 资源。在服务器虚拟化之前，同一数据中心内的硬件利用不足或过度利用的情况比比皆是。通过虚拟化，数据中心可以根据负载情况在虚拟机之间转移工作负载。同一台物理服务器也可以运行多个服务器操作系统和配置，从而进一步提高效率。服务器虚拟化是云计算和混合 IT 的基础。

9. 什么是网络虚拟化

网络虚拟化一般指虚拟专用网络 (VPN)。VPN 对网络连接的概念进行了抽象，允许远程用户访问组织的内部网络，就像物理上连接到该网络一样。网络虚拟化可以帮助保护 IT 环境，防止来自 Internet 的威胁，同时使用户能够快速安全的访问应用程序和数据。

“Virtual Private Network”。vpn被定义为通过一个公用网络(通常是因特网)建立一个临时的、安全的连接，是一条穿过混乱的公用网络的安全、稳定隧道。使用这条隧道可以对数据进行几倍加密达到安全使用互联网的目的。

10. 虚拟网络或虚拟化的一些重要好处

虚拟网络的目标是让数据中心为其拥有的应用程序提供有效的网络结构。此外，它使用有效的软件根据条件更改结构。没有完美设计的虚拟网络体系结构，虚拟部署将无法正常工作。此外，它可能会受到不同的不道德攻击。虚拟化具有许多惊人的优势。但是，要享受这些好处，您需要确保网络可以处理VM流量。

虚拟网络带来了许多好处，可以帮助有效地使用基于云的服务。因此，在本节中，我们将了解虚拟网络的主要优点。

1、硬件成本

这样，您可以大大节省资金，因为您可以降低硬件成本。我们来看一个例子。试想一下，您将更换大约五台 服务器 ，每台服务器的成本约为3000元，并且只有一台主机服务器。在这里，您将花费超过15000元，因为它会在几个月后用尽内存。因此，您在服务器上花费了15000至20000元。然后，您将花其他费用购买虚拟机监控程序软件。所有这些将使您付出更多。

2、能源成本

不同的公司已经确定虚拟网络已将电力消耗大大降低了80％。虚拟化需要较少使用计算机硬件。例如，一台具有十个虚拟服务器的计算机使用十分之一的能量。因此，了解如何有效配置和管理虚拟网络至关重要。

3、可恢复

虚拟化的主要优点之一是能够在发生硬件故障时快速恢复数据。让我们举个例子。假设您有五台服务器在单独的硬件上运行。如果有人处理某些问题，则该特定服务器将保持关闭状态。但是，如果这五台服务器在两台不同的主机上运行，则发生故障的服务器可以立即启动正在运行的主机。另一方面，现代虚拟机管理程序使将一台主机从另一台主机转移到另一台主机变得相当容易。 

4、灾难恢复

虚拟化在灾难恢复情况下表现出色。例如，您有20个不同的服务器。如果发生灾难，备份全部20台服务器将花费多长时间？最多可能需要2至3周。但是，当您拥有虚拟网络时，只需几天就可以备份该软件。此外，您还可以很快恢复数据。您需要做的就是仅创建一台主机并安装虚拟机监控程序软件而已。

原文链接： https://www.gntele.com/news/content/401.html