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虛擬化簡(jiǎn)介 虛擬化大獲成功，是因為它實(shí)現了最初承諾的優(yōu)勢，包括優(yōu)化硬件利用率，減少服務(wù)器泛濫和最大限度增加服務(wù)器硬件投資回報。這是通過(guò)以下途徑實(shí)現的：對服務(wù)器的計算資源（CPU和RAM內存）進(jìn)行抽象化和虛擬化，供多種虛擬化應用工作負載共享。迄今為止，業(yè)內部署的虛擬機（VM）數量已達到4000萬(wàn)1，該技術(shù)的受歡迎程度可見(jiàn)一斑。 平滑的非破壞性虛擬機（VM）遷移技術(shù)于2003年面世，隨之而來(lái)的是出色的IT靈活性——以虛擬機移動(dòng)性和靈活的虛擬機部署為基礎。該技術(shù)的應用范圍和功能不斷擴展，變得更完善更快速——歷經(jīng)10年的發(fā)展，我們才能夠以最初設想的方式實(shí)現虛擬化的全部潛力。 虛擬化的網(wǎng)絡(luò )挑戰 然而，盡管我們一直努力開(kāi)發(fā)虛擬機遷移相關(guān)的功能，但網(wǎng)絡(luò )挑戰越來(lái)越嚴峻。其中包括： 虛擬機移動(dòng)性導致的繁雜網(wǎng)絡(luò )重新配置 將虛擬化擴展到2層邊界之外的限制 擴展安全的專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò )所需的虛擬LAN（VLAN）ID不足 因此，實(shí)現真正IT靈活性的承諾只兌現了一部分。例如，用戶(hù)面臨兩種選擇：應對全新類(lèi)型的服務(wù)器泛濫，即虛擬服務(wù)器泛濫；或者在每次進(jìn)行虛擬機遷移后花費1800美元2來(lái)重新配置多個(gè)網(wǎng)元。有證據顯示，用戶(hù)仍在堅持實(shí)施工作負載虛擬化，以降低硬件成本，但在實(shí)現真正的靈活性方面并沒(méi)有什么進(jìn)展。 一個(gè)必然的結果是，虛擬機遷移和虛擬機間通信一般限于同一個(gè)機架或幾個(gè)機架（屬于同一個(gè)2層子網(wǎng)）中的主機服務(wù)器，這是虛擬機2層通信要求所決定的。 最后，4096（實(shí)際上是4094 + 2個(gè)有限制的ID）VLAN ID的限制使我們無(wú)法向私有云基礎架構中添加更安全的隔離用戶(hù)組，或向公共云/混合云中添加租戶(hù)。 重疊網(wǎng)絡(luò )成為救世主 重疊網(wǎng)絡(luò )的面世和部署最終使IT經(jīng)理們能夠釋放虛擬化的全部潛力，交付真正的IT靈活性——雖然迄今為止仍受到計算和存儲基礎架構（程度稍輕一些）的限制。順理成章的是，一項Vmware CIO調查3顯示，將虛擬化擴展到網(wǎng)絡(luò )和存儲基礎架構是2015年的一項首要IT目標。 
重疊網(wǎng)絡(luò ):什么讓我們等了這么長(cháng)時(shí)間？ 我們完全可以做個(gè)這樣的類(lèi)比，從2003年到2012年前后，人們一直努力通過(guò)數據中心虛擬化來(lái)實(shí)現真正無(wú)限制的IT靈活性；而1985年后的10年里從DOS遷移到Windows 95，在增強界面體驗方面的效果要遠遠好于前者！ 什么是重疊網(wǎng)絡(luò )？ 從根本上講，重疊網(wǎng)絡(luò )就是在3層網(wǎng)絡(luò )基礎上構建虛擬2層（L2）網(wǎng)絡(luò )，這就是”重疊”一詞的由來(lái)。來(lái)自虛擬機的流量被映射到該虛擬網(wǎng)絡(luò )中。網(wǎng)絡(luò )數據包封裝為MAC-in-IP格式，然后通過(guò)現有基礎架構路由。 在如何構建重疊網(wǎng)絡(luò )方面，目前有兩項建議（由于廣泛的行業(yè)支持，我們大可稱(chēng)之為”事實(shí)”標準）提交給互聯(lián)網(wǎng)工程工作組（IETF）。這就是微軟支持（從Windows Server 2012開(kāi)始）的使用通用路由封裝協(xié)議的Network Virtualization（NVGRE）和VMware支持（從vSphere 5.1開(kāi)始）的Virtual eXtensible Local Area Networks（VXLAN）。這兩種標準有著(zhù)相同的目的：在基礎架構內實(shí)現虛擬工作負載的平滑遷移，幫助打造大規模和云規模虛擬機部署。 NVGRE將以太網(wǎng)2層（L2）幀封裝到GRE數據包中。GRE是1994年首次提出的一種協(xié)議4。 VXLAN將以太網(wǎng)2層（L2）幀封裝到UDP數據包中。VXLAN標準的一個(gè)優(yōu)勢是它還定義了一些控制平面功能。 這兩種建議都將以太網(wǎng)L2幀封裝到IP數據包中，并插入一個(gè)新的24位虛擬網(wǎng)絡(luò )標識符（VNI）。這些標識符使運行的2層（L2）子網(wǎng)數量可超過(guò)1600萬(wàn)；與前面提到的4，094個(gè)VLAN ID的限制相比，這意味著(zhù)可擴展性得到了大幅度提高。下圖顯示了VXLAN解決方案的概念拓撲圖。
重疊網(wǎng)絡(luò ):什么讓我們等了這么長(cháng)時(shí)間？ 解決與虛擬機移動(dòng)性相關(guān)的核心問(wèn)題為什么花了這么長(cháng)時(shí)間？ 從技術(shù)層面講，重疊網(wǎng)絡(luò )本身并沒(méi)有什么特別復雜難懂的技術(shù)，并不是這一點(diǎn)推遲了它的面世。重疊網(wǎng)絡(luò )的兩大關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng )新，即隧道（tunneling）和MAC-in-IP封裝，本可以早些實(shí)現，幫助減輕上面提到的問(wèn)題。 例如，重疊傳輸虛擬化（OTV）實(shí)現了在3層擴展2層域的相同目標；思科早在2009年5就在其交換機中開(kāi)始支持廣域網(wǎng)（WAN）功能；與虛擬專(zhuān)用LAN服務(wù)相關(guān)的一個(gè)類(lèi)似行業(yè)標準化草案早在2006年6就提交給了IETF。 盡管如此，我們還是相信老話(huà)說(shuō)的，從2012年開(kāi)始的重疊網(wǎng)絡(luò )部署，是一件“晚做總比不做好”的事情。 虛擬機移動(dòng)性–結果好，萬(wàn)事好 重疊網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的面世是不是意味著(zhù)所有虛擬機遷移相關(guān)問(wèn)題都迎刃而解，IT靈活性問(wèn)題不復存在？確實(shí)，兩種常用的重疊網(wǎng)絡(luò )格式在虛擬化程度漸高的數據中心內日益受歡迎，可實(shí)現虛擬化技術(shù)的全部?jì)r(jià)值，同時(shí)幫助構建大型可擴展網(wǎng)絡(luò )。 然而，虛擬機移動(dòng)性和網(wǎng)絡(luò )重新配置問(wèn)題的解決又帶來(lái)了新的麻煩。在軟件中實(shí)施重疊網(wǎng)絡(luò )會(huì )增加服務(wù)器的CPU負擔，占用通過(guò)虛擬化實(shí)現工作負載整合的資源！ 在選擇服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò )適配器（NIC）時(shí)深思熟慮，慎重選擇，可以緩解這一問(wèn)題。 建議：使服務(wù)器網(wǎng)絡(luò )I/O選擇成為戰略決策 大多數領(lǐng)先的網(wǎng)絡(luò )接口卡（NIC）適配器都包含一套TCP/IP卸載功能，以最大限度地降低服務(wù)器CPU占用率，進(jìn)而提高虛擬化密度，最大限度地增加服務(wù)器投資回報。然而，如果沒(méi)有專(zhuān)門(mén)設計的重疊網(wǎng)絡(luò )卸載支持功能，適配器的這些TCP/IP卸載功能將會(huì )“形同虛設”。這些適配器可以將CPU利用率提高50%，大大提高服務(wù)器效率和虛擬機可擴展性。 選擇確定可支持重疊網(wǎng)絡(luò )卸載的NIC平臺，就可以使您的數據中心面向未來(lái)，幫助在將來(lái)輕松擴展虛擬化項目范圍，順利開(kāi)始實(shí)施私有云或混合云基礎架構。 為了使虛擬化成為真正有效的IT靈活性工具，您已經(jīng)等了10年；現在，您還愿意因為不明智的NIC選擇而繼續等待嗎？ 相關(guān)資源： 1.VMware Infographic 2.Open Networking Summit 2012 3.VMware CIO調查 4.GRE IETF提交草案 5.Data Center Virtualization Fundamentals（數據中心虛擬化基礎） 6.MPLS IP IETF submission提交草案 |
