為什麼要網路虛擬化

1. 什麼是虛擬化技術，為什麼要虛擬化技術

一.什麼是虛擬化？
簡單來講，虛擬化就是為一些組件創建虛擬（而不是物理）版本的過程。虛擬化可以應用到計算機、操作系統、存儲設備、應用或網路。但是，伺服器虛擬化才是虛擬化的核心。 現如今的 x86 伺服器的設計存在局限性，每次只能運行一個操作系統和應用，這為 IT 部門帶來了挑戰。因此，即使是小型數據中心也必須部署大量伺服器，而每台伺服器的容量利用率只有 5% 到 15%，無論以哪種標准來衡量，都十分的低效。
虛擬化使用軟體來模擬硬體並創建虛擬計算機系統。這樣一來，企業便可以在單台伺服器上運行多個虛擬系統，也就是運行多個操作系統和應用，而這可以實現規模經濟以及提高效益。
二.為什麼要虛擬化？
虛擬化技術能為我們解決很多以前解決不了的技術：

1、伺服器整合技術：這個技術在沒有虛擬化技術之前是很難完成的。因為什麼東西都是實際存在的，想把兩個工作相對較少的伺服器整合到一起是很困難的。然而當有了虛擬化技術以後使這種伺服器整合技術變得非常容易。而這個技術需要藉助我下面介紹的2、3條技術。
2、負載均衡技術：
負載均衡技術是只在每台伺服器上安裝一個負載均衡器，然後設置很多的調度演算法及臨界值。來判斷此時此刻伺服器的壓力是輕還是重。然後根據輕重來完成伺服器的合並，而合並又依據了第三條技術。
3、動態遷移技術：這個技術是前兩個技術的根基，但是卻不只僅僅限於前兩個技術。它的目的是可以在伺服器開啟的狀態下，把其上面的虛擬機遷移到其他的伺服器上面。工作原理大體是先將目標伺服器上模擬出此伺服器的硬體狀態，然後遷移數據，最後釋放此伺服器的信息。
4、克隆技術：這個技術說起來和上面那個技術很像，但是卻不一樣。克隆技術是把一台伺服器的環境配置好了後可以通過克隆技術使其他的機子都達到和這台機子一樣的效果，假如要配置100台甚至1000台伺服器的話這種克隆技術是非常可觀的。它和動態遷移的區別是在伺服器不停機的狀態下，動態遷移要求遷移的彼此必須是共享內存的，但是克隆並沒有這個限制。
5、災難恢復技術：災難恢復是所有大型公司必須考慮的問題，因為當一些意外發生時，比如：突然斷電，硬體損壞，洪水，地震，等一系列情況是，如何把災難所造成的數據損失降到最低甚至是不損失。這要依靠第六條技術。
6、虛擬快照技術：虛擬快照技術是將虛擬機此時的狀態像照片一樣保存下來，當然我說的很容易，其實現原理需要非常復雜，包括cpu運行狀態，內存中的數據等等。這樣保存下這些虛擬技術當發生災難或者某些失誤導致虛擬機出問題時，可以很快恢復。
7、改善系統可用性。這里的可用性只得是零 down機，在這種情況下我們才可以使得效率最大化。而零down機的前提是每台伺服器必須要有一個鏡像，在主虛擬機和次虛擬機之間有一條心跳線來維持兩者之間的關系，當心跳線停止時，次虛擬機立馬啟動，代替主虛擬機。
8、安全性：我們直到虛擬化在硬體層上都有一層VMM來時時刻刻偵測每台虛擬機的動向，包括捕獲異常，解決門事件，完成調度等等。所以當一些危險因素來臨時由於VMM的存在使得我們可以非常快的偵測到這個問題並解決它。這能比以前的硬體層上面直接是操作系統快速很多。

2. 虛擬網路是什麼啊

虛擬網路是一種包含至少部分是虛擬網路鏈接的計算機網路。

虛擬網路鏈接是在兩個計算設備間不包含物理連接，而是通過網路虛擬化來實現。

兩種最常見的虛擬網路形式為基於協議的虛擬網路（如VLAN、VPN和VPLS等）和基於虛擬設備（如在hypervisor內部的網路連接虛擬機）的虛擬網路。

虛擬網路分類

1、VLAN

VLAN（Virtual Local Area Network）建立在交換技術的基礎上，將網路結點按工作性質與需要劃分成若干個「邏輯工作組」，一個「邏輯工作組」即一個虛擬網路。

VLAN的實現技術有四種：用交換機埠（Port）號定義虛擬網路、用MAC地址定義虛擬網路、IP廣播組定義虛擬網路、用網路層地址定義虛擬網路。「邏輯工作組」的劃分與管理由軟體來實現。

2、VPN

VPN（Virtual Private Network ，簡稱VPN)是指在共用網路上建立專用網路的技術。之所以稱為虛擬網主要是因為整個VPN網路的任意兩個結點之間的連接並沒有傳統專網建設所需的點到點的物理鏈路，而是架構在公用網路服務商ISP所提供的網路平台之上的邏輯網路。

用戶的數據是通過ISP在公共網路（Internet）中建立的邏輯隧道（Tunnel），即點到點的虛擬專線進行傳輸的。通過相應的加密和認證技術來保證用戶內部網路數據在公網上安全傳輸，從而真正實現網路數據的專有性。

3. 為什麼要進行虛擬化

虛擬化的主要目的是對 IT 基礎設施進行簡化。它可以簡化對資源以及對資源管理的訪問。 消費者可以是一名最終用戶、應用程序、訪問資源或與資源進行交互的服務。資源是一個提供一定功能的實現，它可以基於標準的介面接受輸入和提供輸出。資源可以是硬體，例如伺服器、磁碟、網路、儀器;也可以是軟體，例如 Web 服務。 消費者通過受虛擬資源支持的標准介面對資源進行訪問。使用標准介面，可以在 IT 基礎設施發生變化時將對消費者的破壞降到最低。例如，最終用戶可以重用這些技巧，因為他們與虛擬資源進行交互的方式並沒有發生變化，即使底層物理資源或實現已經發生了變化，他們也不會受到影響。另外，應用程序也不需要進行升級或應用補丁，因為標准介面並沒有發生變化。 IT 基礎設施的總體管理也可以得到簡化，因為虛擬化降低了消費者與資源之間的耦合程度。因此，消費者並不依賴於資源的特定實現。利用這種松耦合關系，管理員可以在保證管理工作對消費者產生最少影響的基礎上實現對 IT 基礎設施的管理。管理操作可以手工完成，也可以半自動地完成，或者通過服務級協定(SLA)驅動來自動完成。 在這個基礎上，網格計算可以廣泛地利用虛擬化技術。網格計算可以對 IT 基礎設施進行虛擬化。它處理 IT 基礎設施的共享和管理，動態提供符合用戶和應用程序需求的資源，同時還將提供對基礎設施的簡化訪問。

4. 虛擬化的好處都有什麼

虛擬化的作用有：

1. 減少伺服器的數量，提供一種伺服器整合的方法，減少初期硬體采購成本

2. 簡化伺服器的部署、管理和維護工作，降低管理費用

3. 提高伺服器資源的利用率，提高伺服器計算能力

4. 通過降低空間、散熱以及電力消耗等途徑壓縮數據中心成本

5. 通過動態資源配置提高IT對業務的靈活適應力

6. 提高可用性，帶來具有透明負載均衡、動態遷移、故障自動隔離、系統自動重構的高可靠伺服器應用環境

7. 支持異構操作系統的整合，支持老應用的持續運行

8. 在不中斷用戶工作的情況下進行系統更新

9. 支持快速轉移和復制虛擬伺服器，提供一種簡單便捷的災難恢復解決方案

(4)為什麼要網路虛擬化擴展閱讀：

虛擬化這種技術簡單來說就是讓可以讓一個CPU工作起來就像多個CPU並行運行，從而使得在一台電腦內可以同時運行多個操作系統。只有部份Intel 的CPU才支持這種技術。

IntelVT虛擬化技術和多任務（Multitasking）、Hyper-Threading超線程技術是完全不同的。多任務是指在一個操作系統中多個程序同時並行運行，而在虛擬化技術中，你可以擁有多個獨立的操作系統同時運行，每一個操作系統中都有多個程序運行，每一個操作系統都運行在一個虛擬的CPU或虛擬主機（虛擬機）上。而Hyper-Threading超線程只是在SMP系統（SymmetricMultiProcessing）中單CPU模擬雙CPU來平衡程序運行性能，這兩個模擬出來的CPU是不能分離的，只能協同工作。

當然了，如果一個CPU同時支持Hyper-Threading和虛擬化技術的話，每一個虛擬CPU在各自的操作系統中都被看成是兩個對稱多任務處理的CPU。

5. 什麼是網路虛擬化 網路虛擬化簡介

網路虛擬化的內容一般指虛擬專用網路 (VPN)。VPN 對網路連接的概念進行了抽象，允許遠程用戶訪問組織的內部網路，就像物理上連接到該網路一樣。網路虛擬化可以幫助保護 IT 環境，防止來自 Internet 的威脅，同時使用戶能夠快速安全的訪問應用程序和數據。 基於網路的虛擬化方法是在網路設備之間實現存儲虛擬化功能，具體有下面幾種方式： 1. 基於互聯設備的虛擬化：基於互聯設備的方法如果是對稱的，那麼控制信息和數據走在同一條通道上;如果是不對稱的，控制信息和數據走在不同的路徑上。在對稱的方式下，互聯設備可能成為瓶頸，但是多重設備管理和負載平衡機制可以減緩瓶頸的矛盾。同時，多重設備管理環境中，當一個設備發生故障時，也比較容易支持伺服器實現故障接替。但是，這將產生多個SAN孤島，因為一個設備僅控制與它所連接的存儲系統。非對稱式虛擬存儲比對稱式更具有可擴展性，因為數據和控制信息的路徑是分離的。 基於互聯設備的虛擬化方法能夠在專用伺服器上運行，使用標准操作系統，例如Windows、Sun Solaris、Linux或供應商提供的操作系統。這種方法運行在標准操作系統中，具有基於主機方法的諸多優勢--易使用、設備便宜。許多基於設備的虛擬化提供商也提供附加的功能模塊來改善系統的整體性能，能夠獲得比標准操作系統更好的性能和更完善的功能，但需要更高的硬體成本。 但是，基於設備的方法也繼承了基於主機虛擬化方法的一些缺陷，因為它仍然需要一個運行在主機上的代理軟體或基於主機的適配器，任何主機的故障或不適當的主機配置都可能導致訪問到不被保護的數據。同時，在異構操作系統間的互操作性仍然是一個問題。 2. 基於路由器的虛擬化：基於路由器的方法是在路由器固件上實現存儲虛擬化功能。供應商通常也提供運行在主機上的附加軟體來進一步增強存儲管理能力。在此方法中，路由器被放置於每個主機到存儲網路的數據通道中，用來截取網路中任何一個從主機到存儲系統的命令。]

6. 什麼是網路虛擬化

網路虛擬化是能夠實現網路資源動態調配、動態管理的技術。基本上分成兩個部分：其一是網路基礎架構本身的虛擬化，比如原來單一的網路可以虛擬化成多個網路，原來多個單一的網路單元也可以虛擬成單一網路。其二是網路提供與虛擬化伺服器、儲存等數據中心環境適配的特性，這些特性包含與虛擬機的互動、虛擬機的識別等。與伺服器虛擬化和存儲虛擬化類似，多個虛擬網路基礎結構在同一個物理網路上運行（可能有重疊的 IP 地址），而且每個虛擬網路基礎結構的運作就好像只有這一個虛擬網路在此共享的網路基礎結構上運作。

7. 說一說什麼是虛擬化

虛擬化是資源的一種邏輯表示，並不會受限於物理資源。運行的環境不在真實的硬體上，而是硬體之上的虛擬內存中的一段，或者說是虛擬的環境中。

虛擬化為數據、計算能力、存儲資源等提供了一個邏輯視圖，而不是物理視圖。虛擬化的發展，大幅降低了IT硬體成本，減少了資源的浪費，並且提升了系統的穩定性和安全性。

1、全虛擬化

全虛擬化(FullVirtualization)也稱為原始虛擬化技術，該模型使用虛擬機協調Guest操作系統和原始硬體，VMM在Guest操作系統和裸硬體之間用於工作協調，一些受保護指令必須由Hypervisor（虛擬機管理程序）來捕獲處理。全虛擬化的運行速度要快於硬體模擬，但是性能方面不如裸機，因為Hypervisor需要佔用一些資源。

2、半虛擬化

半虛擬化(ParaVirtualization)是另一種類似於全虛擬化的技術，它使用Hypervisor分享存取底層的硬體，但是它的Guest操作系統集成了虛擬化方面的代碼。該方法無需重新編譯或引起陷阱，因為操作系統自身能夠與虛擬進程進行很好的協作。半虛擬化需要Guest操作系統做一些修改，使Guest操作系統意識到自己是處於虛擬化環境的，但是半虛擬化提供了與原操作系統相近的性能。

(7)為什麼要網路虛擬化擴展閱讀：

虛擬機設備隊列（VMDq）：最大限度提高I/O吞吐率。在傳統伺服器虛擬化環境中，VMM必須對每個單獨的數據包進行分類，並將其發送到相應的虛擬機。這樣會佔用大量的處理器周期。而藉助VMDq，該分類功能可由英特爾伺服器網卡內的專用硬體來執行，VMM只需負責將預分類的數據包組發送到相應的虛擬機。這將降低I/O延遲，使處理器獲得更多的可用周期來處理業務應用。IntelVT-c可將I/O吞吐量提高一倍以上，使虛擬化應用達到接近物理伺服器的吞吐率。

虛擬機直接互連（VMDc）：大幅提升虛擬化性能。VMDc支持虛擬機直接訪問網路I/O硬體，從而顯著提升虛擬機性能。如：通過單個英特爾萬兆伺服器網卡，可為10個虛擬機中的每個虛擬機分配一個受保護的、1Gb/s的專用鏈路。這些通信鏈路直接繞過了VMM交換機，進一步提升了I/O性能並減少伺服器處理器的負載。

8. 為什麼要進行伺服器虛擬化

伺服器虛擬化，就能實現在指定的物理伺服器主機上以訪客身份運行多個伺服器操作系統。這樣就能將伺服器軟體從物理計算機抽離出來，伺服器就會成為與物理層面分離的虛擬機 ，盡管伺服器認定它擁有專屬計算和內存資源，然而實際上，它是在伺服器硬體的虛擬模擬品上運行。

伺服器虛擬化能夠比以往更高效地利用 IT 資源。在伺服器虛擬化之前，同一數據中心內的硬體利用不足或過度利用的情況比比皆是。通過虛擬化，數據中心可以根據負載情況在虛擬機之間轉移工作負載。同一台物理伺服器也可以運行多個伺服器操作系統和配置，從而進一步提高效率。伺服器虛擬化是雲計算和混合 IT 的基礎。

9. 什麼是網路虛擬化

網路虛擬化一般指虛擬專用網路 (VPN)。VPN 對網路連接的概念進行了抽象，允許遠程用戶訪問組織的內部網路，就像物理上連接到該網路一樣。網路虛擬化可以幫助保護 IT 環境，防止來自 Internet 的威脅，同時使用戶能夠快速安全的訪問應用程序和數據。

「Virtual Private Network」。vpn被定義為通過一個公用網路(通常是網際網路)建立一個臨時的、安全的連接，是一條穿過混亂的公用網路的安全、穩定隧道。使用這條隧道可以對數據進行幾倍加密達到安全使用互聯網的目的。

10. 虛擬網路或虛擬化的一些重要好處

虛擬網路的目標是讓數據中心為其擁有的應用程序提供有效的網路結構。此外，它使用有效的軟體根據條件更改結構。沒有完美設計的虛擬網路體系結構，虛擬部署將無法正常工作。此外，它可能會受到不同的不道德攻擊。虛擬化具有許多驚人的優勢。但是，要享受這些好處，您需要確保網路可以處理VM流量。

虛擬網路帶來了許多好處，可以幫助有效地使用基於雲的服務。因此，在本節中，我們將了解虛擬網路的主要優點。

1、硬體成本

這樣，您可以大大節省資金，因為您可以降低硬體成本。我們來看一個例子。試想一下，您將更換大約五台 伺服器 ，每台伺服器的成本約為3000元，並且只有一台主機伺服器。在這里，您將花費超過15000元，因為它會在幾個月後用盡內存。因此，您在伺服器上花費了15000至20000元。然後，您將花其他費用購買虛擬機監控程序軟體。所有這些將使您付出更多。

2、能源成本

不同的公司已經確定虛擬網路已將電力消耗大大降低了80％。虛擬化需要較少使用計算機硬體。例如，一台具有十個虛擬伺服器的計算機使用十分之一的能量。因此，了解如何有效配置和管理虛擬網路至關重要。

3、可恢復

虛擬化的主要優點之一是能夠在發生硬體故障時快速恢復數據。讓我們舉個例子。假設您有五台伺服器在單獨的硬體上運行。如果有人處理某些問題，則該特定伺服器將保持關閉狀態。但是，如果這五台伺服器在兩台不同的主機上運行，則發生故障的伺服器可以立即啟動正在運行的主機。另一方面，現代虛擬機管理程序使將一台主機從另一台主機轉移到另一台主機變得相當容易。 

4、災難恢復

虛擬化在災難恢復情況下表現出色。例如，您有20個不同的伺服器。如果發生災難，備份全部20台伺服器將花費多長時間？最多可能需要2至3周。但是，當您擁有虛擬網路時，只需幾天就可以備份該軟體。此外，您還可以很快恢復數據。您需要做的就是僅創建一台主機並安裝虛擬機監控程序軟體而已。

原文鏈接： https://www.gntele.com/news/content/401.html