云計(jì)算中的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述

1、云計(jì)算中的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述技術(shù)創(chuàng)新，變革未來網(wǎng)絡(luò)是由各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備組成，虛擬化中的網(wǎng)絡(luò)除了傳統(tǒng)的能看得到物理網(wǎng)絡(luò)外，還包括運(yùn)行在服務(wù)器內(nèi)部看不到的網(wǎng)絡(luò)，本章主要介紹與這兩種網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)。學(xué)完本課程后，您將能夠：了解物理交換機(jī)和虛擬交換機(jī)掌握虛擬化中網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)掌握虛擬機(jī)間通信流量走向掌握VLAN概念虛擬化中網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)虛擬化中物理網(wǎng)絡(luò)介紹虛擬化中虛擬網(wǎng)絡(luò)介紹華為虛擬化產(chǎn)品的網(wǎng)絡(luò)特性虛擬機(jī)是如何通信呢？虛擬機(jī)之間是如何通信的呢？?虛擬化中網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)VMVM物理服務(wù)器VMVM物理服務(wù)器VMVM物理服務(wù)器VMVM物理服務(wù)器早期數(shù)據(jù)中心Data Center的流量，80%為南北向流量，現(xiàn)在已經(jīng)轉(zhuǎn)變?yōu)?0%為

2、東西向流量網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)概念VMVMVM1010廣播和單播路由默認(rèn)網(wǎng)關(guān)VLANVMVMVMVM通訊源A網(wǎng)段虛擬機(jī)B網(wǎng)段虛擬機(jī)C網(wǎng)段虛擬機(jī)VMVMVMVMVMVMTrunkAccessAccessAccessAccessAccessAccessVLAN 1VLAN 2VLAN 3VLAN 1VLAN 2VLAN 3VMVMVMVM通訊源A網(wǎng)段虛擬機(jī)B網(wǎng)段虛擬機(jī)C網(wǎng)段虛擬機(jī)以太網(wǎng)的MAC地址24 bits24 bits48 bitsOUI由供應(yīng)商分配MAC地址由兩部分組成，分別是供應(yīng)商代碼和序列號(hào)。其中前24位代表該供應(yīng)商代碼，由IEEE管理和分配。剩下的24位序列號(hào)由廠商自己分配。單播單播48 bit

3、s7 bits0主機(jī) A主機(jī) B主機(jī) C主機(jī) D廣播48 bitsFFFFFFFFFFFF廣播主機(jī) A主機(jī) B主機(jī) C主機(jī) D組播組播48 bits7 bits1主機(jī) A主機(jī) B主機(jī) C主機(jī) D數(shù)據(jù)幀的發(fā)送和接收當(dāng)主機(jī)接收到的數(shù)據(jù)幀所包含的目的MAC地址是自己時(shí)，會(huì)把以太網(wǎng)封裝剝掉后送往上層協(xié)議。MAC BDataMAC A0 x0800FCSIPData主機(jī) A主機(jī) BDataFCSETH_II虛擬化中網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)虛擬化中物理網(wǎng)絡(luò)介紹虛擬化中虛擬網(wǎng)絡(luò)介紹華為虛擬化產(chǎn)品的網(wǎng)絡(luò)特性物理網(wǎng)絡(luò)包含的設(shè)備路由器三層交換機(jī)二層交換機(jī)服務(wù)器網(wǎng)卡小型交換網(wǎng)絡(luò)SWA主機(jī)A主機(jī)C主機(jī)BIP: 10.1.1.1/2

4、4MAC:00-01-02-03-04-AAIP: 10.1.1.2/24MAC:00-01-02-03-04-BBIP: 10.1.1.3/24MAC:00-01-02-03-04-CC交換機(jī)工作在數(shù)據(jù)鏈路層，轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀。G0/0/1G0/0/2G0/0/3交換機(jī)的轉(zhuǎn)發(fā)行為泛洪（Flooding）轉(zhuǎn)發(fā)（Forwarding）丟棄（Discarding）交換機(jī)初始狀態(tài)SWAIP: 10.1.1.1/24MAC:00-01-02-03-04-AAIP: 10.1.1.2/24MAC:00-01-02-03-04-BBIP: 10.1.1.3/24MAC:00-01-02-03-04-CC初始狀態(tài)

5、下，交換機(jī)MAC地址表為空。主機(jī)A主機(jī)C主機(jī)BG0/0/1G0/0/2G0/0/3MAC地址表MAC接口學(xué)習(xí)MAC地址00-01-02-03-04-AAFF-FF-FF-FF-FF-FFARPDec.MacSrc.MacSWAIP: 10.1.1.1/24MAC:00-01-02-03-04-AAIP: 10.1.1.2/24MAC:00-01-02-03-04-BBIP: 10.1.1.3/24MAC:00-01-02-03-04-CCG0/0/1G0/0/2G0/0/3MAC接口00-01-02-03-04-AAG0/0/1交換機(jī)將收到的數(shù)據(jù)幀的源MAC地址和對(duì)應(yīng)接口記錄到MAC地址表中。

6、主機(jī)A主機(jī)C主機(jī)BMAC地址表轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀MAC接口00-01-02-03-04-AAG0/0/100-01-02-03-04-AAFF-FF-FF-FF-FF-FFARPSWAIP: 10.1.1.1/24MAC:00-01-02-03-04-AAIP: 10.1.1.2/24MAC:00-01-02-03-04-BBIP: 10.1.1.3/24MAC:00-01-02-03-04-CC當(dāng)數(shù)據(jù)幀的目的MAC地址不在MAC表中，或者目的MAC地址為廣播地址時(shí)，交換機(jī)會(huì)泛洪該幀。主機(jī)A主機(jī)C主機(jī)BG0/0/1G0/0/2G0/0/3Dec.MacSrc.MacMAC地址表目標(biāo)主機(jī)回復(fù)MAC接口0

7、0-01-02-03-04-AAG0/0/100-01-02-03-04-CCG0/0/300-01-02-03-04-AA00-01-02-03-04-CCARPSWAIP: 10.1.1.1/24MAC:00-01-02-03-04-AAIP: 10.1.1.2/24MAC:00-01-02-03-04-BBIP: 10.1.1.3/24MAC:00-01-02-03-04-CC交換機(jī)根據(jù)MAC地址表將目標(biāo)主機(jī)的回復(fù)信息單播轉(zhuǎn)發(fā)給源主機(jī)。主機(jī)A主機(jī)C主機(jī)BG0/0/1G0/0/2G0/0/3Dec.MacSrc.MacMAC地址表虛擬化中二層交換機(jī)的作用VMVMVM物理服務(wù)器存儲(chǔ)設(shè)備用戶管

8、理交換機(jī)存儲(chǔ)交換機(jī)業(yè)務(wù)交換機(jī)虛擬化中三層交換機(jī)的作用VMVMVM虛擬機(jī)物理服務(wù)器存儲(chǔ)設(shè)備用戶管理流量存儲(chǔ)流量管理&業(yè)務(wù)流量業(yè)務(wù)流量虛擬化中路由器的作用互聯(lián)網(wǎng)VMVMVMVMVMVM虛擬化中物理網(wǎng)卡的作用管理流量業(yè)務(wù)流量存儲(chǔ)流量不綁定綁定物理形態(tài)邏輯形態(tài)虛擬化中網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)虛擬化中物理網(wǎng)絡(luò)介紹虛擬化中虛擬網(wǎng)絡(luò)介紹華為虛擬化產(chǎn)品的網(wǎng)絡(luò)特性虛擬網(wǎng)絡(luò)主流架構(gòu)Guest OS應(yīng)用程序ABins/LibsGuest MachineGuest OS應(yīng)用程序ABins/LibsGuest MachineGuest OS應(yīng)用程序ABins/LibsGuest MachineHost Machine虛擬交換機(jī)橋接N

9、AT橋接和NAT橋接NATVMVMTAP0TAP1TAP2Host MachineVMVMTAP0TAP1TAP2Host Machine虛擬交換機(jī) - Open vSwitch虛擬交換機(jī)原理與物理交換機(jī)一樣，構(gòu)建起虛擬機(jī)之間的網(wǎng)絡(luò)，并提供虛擬機(jī)與外部網(wǎng)絡(luò)互通的能力分布式虛擬交換機(jī)Guest OS應(yīng)用程序ABins/LibsGuest MachineGuest OS應(yīng)用程序ABins/LibsGuest MachineGuest OS應(yīng)用程序ABins/LibsGuest MachineHost Machine 1Host Machine 2Host Machine 3虛擬化中網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)虛擬化

10、中物理網(wǎng)絡(luò)介紹虛擬化中虛擬網(wǎng)絡(luò)介紹華為虛擬化產(chǎn)品的網(wǎng)絡(luò)特性FusionCompute網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)Host Machine 1Host Machine 2虛擬交換機(jī)上行鏈路端口組 vlan100端口組vlan200端口組vlan300虛擬交換機(jī)上行鏈路端口組 vlan100端口組vlan200端口組vlan300虛擬化中的關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)資源物理服務(wù)器物理交換機(jī)物理資源虛擬資源虛擬機(jī)虛擬交換機(jī)上行鏈路提供物理網(wǎng)卡提供物理網(wǎng)絡(luò)包含虛擬網(wǎng)卡流量走向Host Machine 1Host Machine 2虛擬交換機(jī)上行鏈路端口組 vlan100端口組vlan200端口組vlan300虛擬交換機(jī)上行鏈路端口組 vl

11、an100端口組vlan200端口組vlan300虛擬交換端口虛擬交換端口是虛擬交換機(jī)的一部分，通過與虛擬網(wǎng)卡相連使虛擬機(jī)能夠接入到網(wǎng)絡(luò)中。虛擬交換機(jī)上行鏈路物理網(wǎng)卡端口組 vlan100端口組vlan200服務(wù)器物理交換機(jī)虛擬網(wǎng)卡虛擬機(jī)虛擬網(wǎng)卡虛擬機(jī)虛擬網(wǎng)卡虛擬機(jī)端口組vlan300虛擬交換機(jī)上行鏈路物理網(wǎng)卡端口組 vlan100端口組vlan200服務(wù)器虛擬網(wǎng)卡虛擬機(jī)虛擬網(wǎng)卡虛擬機(jī)虛擬網(wǎng)卡虛擬機(jī)端口組vlan300管理接口管理接口虛擬交換端口虛擬交換端口端口組定義和功能為了方便管理，多個(gè)具有相同屬性的虛擬交換端口組成一個(gè)端口組。端口組與物理交換機(jī)中的端口一樣，通過配置端口組的屬性來確定與其

12、相連的虛擬機(jī)的網(wǎng)絡(luò)屬性，使虛擬機(jī)遷移后網(wǎng)絡(luò)屬性保持不變。端口組屬性端口組可設(shè)置屬性端口類型普通（Access）中繼（Trunk）VLAN流量整形發(fā)送流量整形接收流量整形廣播抑制ARP廣播抑制IP 廣播抑制安全屬性DHCP隔離IP和MAC綁定填充TCP校驗(yàn)和上行鏈路上行鏈路是虛擬交換機(jī)的一部分，通過與CNA主機(jī)的物理網(wǎng)卡關(guān)聯(lián)來連接物理網(wǎng)絡(luò)。虛擬交換機(jī)上行鏈路物理網(wǎng)卡端口組 vlan100端口組vlan200服務(wù)器物理交換機(jī)虛擬網(wǎng)卡虛擬機(jī)虛擬網(wǎng)卡虛擬機(jī)虛擬網(wǎng)卡虛擬機(jī)端口組vlan300虛擬交換機(jī)上行鏈路物理網(wǎng)卡端口組 vlan100端口組vlan200服務(wù)器虛擬網(wǎng)卡虛擬機(jī)虛擬網(wǎng)卡虛擬機(jī)虛擬網(wǎng)卡虛擬機(jī)端口組vlan300管理接口管理接口虛擬交換端口上行鏈路虛擬交換端口上行鏈路虛擬交換機(jī)管理主機(jī)：CNA主機(jī)，提供虛擬機(jī)使用的CPU和內(nèi)存資源，并使虛擬機(jī)能夠訪問網(wǎng)絡(luò)。分布式虛擬交換機(jī)：管理多臺(tái)主機(jī)上的虛擬交換機(jī)（基于軟件或智能網(wǎng)卡）的虛擬網(wǎng)絡(luò)管理方式，包括對(duì)主機(jī)的物理端口和虛擬機(jī)虛擬端口的管理。 分布式虛擬機(jī)交換機(jī)可以保證虛擬機(jī)在主機(jī)之間遷移時(shí)網(wǎng)絡(luò)配置的一致性。端口組：端口組是分布式虛擬交換機(jī)(DVS)中虛擬端口的集合。端口組主要是為了方便用戶同時(shí)對(duì)端口組中的多個(gè)端口進(jìn)行配置，以減少重復(fù)配置工作。連接在同一端口組的虛擬機(jī)網(wǎng)卡，具有相同的網(wǎng)絡(luò)屬性。如：帶寬限速、優(yōu)先級(jí)、