虛擬化對網(wǎng)絡(luò)提出挑戰(zhàn)

　　如果一項(xiàng)新技術(shù)被“發(fā)酵”為一種趨勢，那它將變得不可被阻擋。虛擬化技術(shù)雖然已經(jīng)不再讓人感到那么的新鮮，但對它我們是否依然感覺陌生？操作系統(tǒng)在應(yīng)用虛擬化技術(shù)以后物理硬件不見了，億恩科技服務(wù)器硬件變成了“籃子”，而籃子里放著的一個個雞蛋就是以前運(yùn)行在億恩科技服務(wù)器硬件上的操作系統(tǒng)。

　　這種變化可以說是革命性的，它的好處顯而易見，例如可以大幅提升億恩科技服務(wù)器硬件的利用率，甚至可以成倍的縮減以往購買億恩科技服務(wù)器硬件的成本；同時億恩科技服務(wù)器管理也變得更加高效且可控，像管理員可以隨時對虛擬機(jī)（VM）進(jìn)行快照，遷移等操作。

　　應(yīng)用虛擬化技術(shù)前后對比

　　虛擬化技術(shù)帶來的變化不僅在操作系統(tǒng)層面，其實(shí)從上圖中我們還可以看出另一種明顯的變化——網(wǎng)絡(luò)層面的變化。在非虛擬化環(huán)境中，一臺物理億恩科技服務(wù)器中運(yùn)行著一個OS，經(jīng)由一條鏈路或多條鏈路連接到交換機(jī)，這種環(huán)境下網(wǎng)絡(luò)鏈路中的流量幾乎全部為業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流量，流量的大小當(dāng)然要看具體的應(yīng)用是什么，但一般來講，這個流量是不高的。

　　但在虛擬化環(huán)境下，這一切發(fā)生了很大的變化，簡單的講，此時交換機(jī)與物理億恩科技服務(wù)器之間的鏈路中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流量變得遠(yuǎn)比以前復(fù)雜得多。首選，這一物理鏈路中將同時傳輸來自多個虛擬機(jī)（VM）中的數(shù)據(jù)，另外，除了業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流量，鏈路中還增加了虛機(jī)機(jī)運(yùn)行時所需要的系統(tǒng)流量，而這部分流量是以往非虛擬化環(huán)境中所不存在的。

　　讓我們簡單總結(jié)一下這一變化，在非虛擬化環(huán)境中，物理億恩科技服務(wù)器與交換機(jī)之間的關(guān)系是一對一的關(guān)系，而在虛擬化環(huán)境中，由于一臺物理億恩科技服務(wù)器中運(yùn)行著多個虛擬機(jī)（VM），從邏輯結(jié)構(gòu)角度講，這時億恩科技服務(wù)器與交換機(jī)之間其實(shí)是“多”對一的關(guān)系；隨著億恩科技服務(wù)器（操作系統(tǒng)）與交換機(jī)之間邏輯結(jié)構(gòu)的變化，物理鏈路中的流量也由一對一變?yōu)榱?ldquo;多”對一的關(guān)系，此外，還包括了以往非虛擬化環(huán)境中所不存在的虛擬機(jī)系統(tǒng)流量。

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　　虛擬化后物理網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生瓶頸

　　在虛擬化環(huán)境中，上面所提到的流量變化其實(shí)是可以在交換機(jī)端口上監(jiān)控得到的，但還有一部分流量在交換機(jī)上我們是監(jiān)控不到的，請看下圖，我們來簡單說一下。

　　虛擬交換機(jī)

　　虛擬億恩科技服務(wù)器（這里指的是ESX）會在OS與網(wǎng)卡物理硬件之間創(chuàng)建一個中間層——虛擬交換機(jī)（Virtual Switch），就是說，一臺物理億恩科技服務(wù)器上的各個虛機(jī)（OS）通過虛擬交換機(jī)可直接進(jìn)行通信，這部分流量并不會出現(xiàn)在物理交換機(jī)上，而是在物理億恩科技服務(wù)器內(nèi)部被消化掉了。

　　這就給故障排查帶來了一些新的挑戰(zhàn)，在物理交換機(jī)端口上看似正常的流量，而問題可能是被虛擬交換機(jī)給掩蓋掉了。VMware VirtualCenter是一個很有效的管理工具，管理員可以通過它對ESX SERVER進(jìn)行各種管理工作，查看運(yùn)行狀況等，關(guān)于VC我們將在隨后的文章中對其進(jìn)行更為詳細(xì)的介紹，而本文側(cè)重于虛擬化對物理網(wǎng)絡(luò)鏈路帶來的影響。

　　億恩科技服務(wù)器進(jìn)行虛擬化之后，物理網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的瓶頸問題變得更為突出，這個以往可能并不存在的問題一下子成了必須要考慮并需要解決的問題。到底虛擬化會對物理網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生怎樣的影響？影響有多大？我們可以通過幾個并不復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)來說明它。

　　我們搭建了一個虛擬化的實(shí)驗(yàn)場景，邏輯拓?fù)鋱D如下圖所示。交換機(jī)的19#端口與存儲相連，我們將17#端口認(rèn)置為鏡像端口，鏡像19#端口上的所有流量并與監(jiān)控電腦相連接。我們在虛似機(jī)（VM）上運(yùn)行不同的應(yīng)用，在監(jiān)控電腦上使用流量監(jiān)控軟件跟蹤其數(shù)據(jù)流量變化。