网络虚拟化技术已经成为这几年在网络领域炒的最火的技术之一,虚拟化已经成为数据中心建设所必须要考虑的重要方面。其实,网络虚拟化技术可不是这几年才出来的,也不是只有SDN这一种,甚至在网络出现之初,就有虚拟化的技术了,只是那时候的虚拟化技术仅仅侧重于网络设备的管理上,数据转发层面还没有转控分离。数据中心之所以要引入和发展虚拟化技术,本质是为了提升网络管理水平,提高网络运维效率。随着数据中心的网络规模越来越大,需要管理的网络设备越来越多,提高网络运维水平势在必行。一个数据中心增加一百台网络设备时,运维的人员若可以做到不增加或者少增加,这就是提升运维效率的最直接体现。下面,我们就来详细说一说在SDN到来之前,网络虚拟化经历了哪些技术演进过程。

LLDP技术

LLDP(Link Layer Discovery Protocol)叫链路层发现协议,在2005年就成为了IEEE802.1AB标准,它是一种邻近发现协议。LLDP协议使得接入网络的每台设备将其主要能力、管理地址、设备标识,接口标识等信息发送给接入同一个局域网络的其它设备。当一个设备从网络中接收到其它设备的这些LLDP信息时,它就将这些信息以MIB形式存储起来,这些MIB信息可用于发现设备的物理拓扑结构以及管理配置信息。LLDP在数据中心网络中应用很广,即便是现在也使用颇多,最好用的地方在于网络设备都有很多端口,这些端口连接着不同的设备,有个地方设备级联了好多层,这些端口都连的什么设备,通过LLDP协议获取后一目了然,简直就是网络互连的电子标签,这个要是靠人到设备旁看线上的互连标识效率太低,很多数据中心都是远程管理,也不可能到现场机房去查看,所以LLDP成为运维的人员日常使用率最高的技术。

集群技术

LLDP协议仅能进行信息通告,它被用于通告一个设备的信息并可以获得其它设备的信息,进而获得整个网络的设备互连情况,但LLDP无法对远端设备进行配置更改,它只提供了关于网络拓扑以及管理配置的信息。这使得LLDP无法完全满足数据中心网络运维的需求,于是集群技术出现了。网络集群技术因为要对网络设备进行管理和配置,所以多是私有协议。比如:华为的HGMP(Huawei Group Management Protocol),思科的CMS(Cluster Management Suite)。集群技术可以解决大量设备配置维护量大、IP资源浪费严重的问题。它只需要在管理设备上配置一个公网IP地址,就可以实现对多个网络设备进行配置和管理,不需要登录到每个成员设备的配置口上进行配置。集群技术减少了网络部署初期的人工配置量,实现网络设备的即插即用,提升了网络部署效率。不过,集群技术都是私有技术,这限制了它的未来发展空间,尤其是现在可替代的技术很多,集群技术已经少有人用了。再有这种可以任意修改其它网络设备的配置,有时并不是好事,会因为误配置而导致业务中断,这些都使得集群技术使用的越来越少,在现在的数据中心网络中已经难寻到它的踪影了。

设备虚拟化技术

集群技术已经无法满足数据中心对网络的管理和控制了,于是出现了设备级的虚拟化技术。设备虚拟化是指通过软件技术将相同的或者相似的两台或多台网络设备虚拟化为一台设备进行管理,如此可以提升设备的管理效率,还可以将虚拟化的设备再分割成几个小的虚拟网络设备,便于使用。虚拟化技术最早是由思科设计提出的,在思科的盒式交换机上最早实现,将几台盒式设备虚拟化为一台设备,这样便于管理,同时虚拟化的设备的端口密度和转发能力都得到了提升。设备虚拟化内部跑的都是私有协议,所以不同厂商的设备之间是无法虚拟化的,若数据中心想要部署虚拟化,则必须要采购一个厂商的相同型号的多台设备,无形中增加了数据中心的投入成本,但虚拟化技术能够带来的好处也是显而易见的,所以在数据中心里,虚拟化的设备很多,即使在现在的数据中心机房里,虚拟化的设备也是到处可见。不过,虚拟化技术也有限制,虚拟化到一起的设备给升级软件版本带来很大难度,很多时候都要中断业务升级,虚拟化也增加了单台设备的CPU处理负担,要支持虚拟化技术需要设备具备较强的CPU和内存。

1BR技术

设备虚拟化技术对进行虚拟化的设备要求较高,型号要类似,还是私有实现,无法实现不同厂商的设备之间虚拟化,这大大降低了数据中心使用设备虚拟化技术的热情。数据中心是不可能只采购一家网络厂商的设备,至少要两家或者三家,这样在几家之间做平衡,避免将鸡蛋放在一个篮子里,降低风险。要打通不同厂家的网络设备,形成一个虚拟化的网络,1BR技术出现了。1BR是2011年发布的国际标准,全面设计了网络设备虚拟化的实现,最重要的一点是它打破了厂商壁垒,是一套公有协议,允许所有的网络厂商设备之间进行虚拟化。1BR理论上可以将所有的网络设备都级联起来,虚拟化成为一台超级大的网络设备,对设备数量没有限制,这要比设备虚拟化技术使用规模要大得多。1BR也实现了所有网络设备之间松耦合,只要设备之间的端口UP起来,端口上使用了1BR协议,就可以完成虚拟化,端口DOWN了,设备之间虚拟化自动分拆,使用起来非常灵活,所以1BR获得了一些数据中心用户的青睐。不过,1BR是2011年才提出的标准,到现在也才6年,时间还不算长,技术本身也存在一些未解决的问题,这限制了1BR技术的发展。

以上这些虚拟化技术都为数据中心的网络管理带来了便利,有些技术现在数据中心里还有广泛使用,SDN的到来不可能将这些虚拟化技术全部代替。在以后的日子里,必将长期共同存在。

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