網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)的應(yīng)用研究

引言：基于網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)，相關(guān)物理網(wǎng)絡(luò)資源被抽象、邏輯劃分和組合，并在此基礎(chǔ)上被調(diào)度和管理。網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)是網(wǎng)絡(luò)精細(xì)化運(yùn)營(yíng)的基礎(chǔ)，網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)分布在企業(yè)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的各個(gè)層面與各個(gè)方面，不管是用戶還是企業(yè)網(wǎng)絡(luò)管理者都離不開網(wǎng)絡(luò)虛擬化。

技術(shù)概況

網(wǎng)絡(luò)虛擬化是一個(gè)過(guò)程，同時(shí)也是一系列技術(shù)的統(tǒng)稱，主要包括三方面，一是物理主機(jī)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)虛擬化；二是對(duì)網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備的虛擬化；三是對(duì)網(wǎng)絡(luò)虛擬化的統(tǒng)一管理。

在一套物理網(wǎng)絡(luò)上采用虛擬技術(shù)劃分出多個(gè)虛擬交換機(jī)或多個(gè)相互隔離的邏輯網(wǎng)絡(luò)，是1:N的虛擬化；將多個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)設(shè)備虛擬整合成一臺(tái)邏輯設(shè)備或多條物理鏈路聚合成一條邏輯鏈路，簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，是N:1的虛擬化。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)虛擬化可實(shí)現(xiàn)彈性、安全、自適應(yīng)、易管理的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，充分滿足服務(wù)器虛擬化等虛擬技術(shù)對(duì)基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的要求，達(dá)到提高虛擬服務(wù)器效率的目的。

網(wǎng)絡(luò)虛擬化在吐哈信息網(wǎng)的應(yīng)用

吐哈信息網(wǎng)經(jīng)過(guò)幾年的建設(shè)和完善，已經(jīng)形成了鄯哈雙核心、核心至匯聚雙鏈路的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，還建成了哈密數(shù)據(jù)中心、鄯善數(shù)據(jù)容災(zāi)中心、財(cái)務(wù)專網(wǎng)、視頻會(huì)議專網(wǎng)、視頻監(jiān)控專網(wǎng)等，廣泛采用了網(wǎng)絡(luò)虛擬化的早期技術(shù)VLAN、LAG、OSPF， 信息網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)不斷完善。網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)應(yīng)用情況如下：

1.VLAN應(yīng)用

社區(qū)網(wǎng)10.80.0.0網(wǎng)段在用子網(wǎng)段300個(gè)，企業(yè)網(wǎng)10.218.0.0網(wǎng)段在用子網(wǎng)段339個(gè)，基本上是一個(gè)子網(wǎng)段對(duì)應(yīng)一個(gè)VLAN。VLAN技術(shù)的應(yīng)用增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)的安全性、靈活性。

2.應(yīng)用VRRP虛擬路由冗余協(xié)議

使社區(qū)網(wǎng)H3C S8508、H3C S9508E實(shí)現(xiàn)雙核心雙機(jī)主備，當(dāng)雙核心設(shè)備一臺(tái)出現(xiàn)故障時(shí)，可以及時(shí)的由另一臺(tái)設(shè)備來(lái)代替，實(shí)現(xiàn)雙核心之間、核心到匯聚交換機(jī)之間數(shù)據(jù)的自動(dòng)遷移，使雙核心交換機(jī)通過(guò)主備模式實(shí)現(xiàn)雙機(jī)熱備和冗余。從而保證了社區(qū)核心網(wǎng)絡(luò)的連續(xù)性和可靠性，如圖1所示。

3.OSPF技術(shù)應(yīng)用

企業(yè)網(wǎng)鄯哈核心互聯(lián)采用了OSPF技術(shù)，鄯哈核心至匯聚層使用OSPF技術(shù)實(shí)施雙鏈路雙路由26對(duì)。使用OSPF技術(shù)，雙鏈路之間切換時(shí)間為10-30秒，為網(wǎng)絡(luò)接入業(yè)務(wù)提供了較為可靠的鏈路容災(zāi)保障。如圖2所示。

IRF網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)的應(yīng)用研究

1.原理介紹

圖1 社區(qū)網(wǎng)VRRP技術(shù)應(yīng)用拓?fù)?/p>

圖2 企業(yè)網(wǎng)OSPF技術(shù)應(yīng)用拓?fù)?/p>

圖3 原理圖

圖4 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

表1 測(cè)試環(huán)境設(shè)備清單

IRF（Intelligent Resilient Framework，即智能彈性架構(gòu)），它是H3C專有的設(shè)備虛擬化技術(shù)，它同樣可將實(shí)際物理設(shè)備虛擬化為邏輯設(shè)備供用戶使用。IRF形成的虛擬設(shè)備采用1:N冗余，即Master負(fù)責(zé)處理業(yè)務(wù)，Slave作為Master的備份，隨時(shí)與Master保持同步。當(dāng)Master工作異常時(shí)，IRF將選擇其中一臺(tái)Slave成為新的 Master，由于在IRF系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中進(jìn)行了嚴(yán)格的配置同步和數(shù)據(jù)同步，因此新Master能接替原Master繼續(xù)管理和運(yùn)營(yíng)IRF系統(tǒng)，不會(huì)對(duì)原有網(wǎng)絡(luò)功能和業(yè)務(wù)造成影響，同時(shí)，由于有多個(gè)Slave設(shè)備存在，因此可以進(jìn)一步提高系統(tǒng)的可靠性,原理圖如圖3所示。

2.應(yīng)用可行性研究—IRF

（1）測(cè)試環(huán)境設(shè)備清單：見表1所示。

（2）測(cè)試環(huán)境網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)拓?fù)洌耗M企業(yè)網(wǎng)哈密核心匯聚接入三層架構(gòu)，雙核心雙鏈路聚合并采用OSPF協(xié)議互聯(lián)。雙匯聚通過(guò)IRF配置命令ief number 1 renumber將兩臺(tái)設(shè)備虛擬成一臺(tái)設(shè)備，虛擬設(shè)備通過(guò)跨設(shè)備端口聚合分別與雙核心雙鏈路采用OSPF協(xié)議互聯(lián)，虛擬設(shè)備通過(guò)跨設(shè)備端口聚合與接入層雙鏈路采用二層TRUNK技術(shù)互聯(lián)。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D如圖4所示。

（3）測(cè)試項(xiàng)目

測(cè)試一 ： 斷開IRF系統(tǒng)master設(shè)備S3600V2-02電源。IRF系統(tǒng)的master離開后，IRF系統(tǒng)會(huì)重新選舉master，并重新計(jì)算拓?fù)?。IRF系統(tǒng)master設(shè)備S3600V2-02斷電后，ping業(yè)務(wù)網(wǎng)關(guān)172.19.8.254未丟 包，ping核 心S5500接口地址172.19.253.5未丟包，ping核 心 C3750G接口地址172.19.253.9未丟包。查看IRF系統(tǒng)日志，18:03:17:190時(shí)發(fā)現(xiàn)堆疊口狀態(tài)變化，18:03:18:066時(shí)完成拓?fù)溆?jì)算，時(shí)間間隔是876毫秒。

測(cè)試二 ： 恢復(fù)IRF系統(tǒng)master設(shè)備S3600V2-02供電。IRF系統(tǒng)新成員加入后，IRF系統(tǒng)會(huì)重新選舉master，并重新計(jì)算拓 撲。IRF系 統(tǒng)master設(shè) 備S3600V2-02供 電恢復(fù)后，ping 業(yè)務(wù)網(wǎng)關(guān)172.19.8.254未 丟 包，ping核心S5500接口地址172.19.253.5未丟包，ping核心C3750G接口地址172.19 .253.9未丟包。查看IRF系統(tǒng)日志，18:07:50:437時(shí)發(fā)現(xiàn)堆疊口狀態(tài)變化，18:07:51:079時(shí)完成拓?fù)溆?jì)算，時(shí)間間隔是642毫秒。

圖5 油田公司視頻拓?fù)?/p>

（4）測(cè)試結(jié)果分析

采用IRF堆疊技術(shù)將兩臺(tái)匯聚設(shè)備虛擬為一臺(tái)設(shè)備，匯聚層與核心層、匯聚層與接入層都采用了跨匯聚設(shè)備端口聚合技術(shù)。匯聚層與核心層還應(yīng)用了OSPF技術(shù)，IRF系統(tǒng)中一臺(tái)設(shè)備故障后，另一臺(tái)設(shè)備仍然擔(dān)負(fù)著數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，因此不會(huì)造成接入業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)中斷，IRF網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)應(yīng)用可行。

3.油田公司視頻會(huì)議系統(tǒng)IRF應(yīng)用建議方案

鄯哈視頻會(huì)議系統(tǒng)分別部署兩臺(tái)H3C S5500-28-EI作為匯聚交換機(jī)，鄯善學(xué)術(shù)報(bào)告廳五號(hào)會(huì)議室、哈密機(jī)關(guān)二樓機(jī)房、哈密副樓三樓機(jī)房分別部署2臺(tái)S3600V2作為接入。使用IR網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)F對(duì)鄯善2臺(tái)視頻會(huì)議匯聚交換機(jī)進(jìn)行虛擬化疊加，對(duì)哈密2臺(tái)視頻會(huì)議匯聚交換機(jī)進(jìn)行虛擬化疊加，分別對(duì)每個(gè)會(huì)場(chǎng)的2臺(tái)接入交換機(jī)進(jìn)行虛擬化疊加。鄯哈匯聚層雙鏈路采用OSPF協(xié)議互聯(lián)，匯聚層至接入層雙鏈路跨設(shè)備端口聚合并采用二層TRUNK技術(shù)互聯(lián)，消除了匯聚層及接入層的單點(diǎn)故障,如圖5所示。

結(jié)語(yǔ)

網(wǎng)絡(luò)虛擬化是將多個(gè)硬件或軟件網(wǎng)絡(luò)資源及相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)功能集成到一個(gè)可用的軟件中統(tǒng)一管理和控制的過(guò)程。隨著各項(xiàng)業(yè)務(wù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的依賴度逐漸加大，業(yè)務(wù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)的穩(wěn)定性要求也越來(lái)越高，核心、匯聚、接入三層設(shè)備和鏈路熱備或負(fù)載分擔(dān)將成為網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的主流，在今后網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，我們要根據(jù)實(shí)際需要靈活運(yùn)用各種網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)來(lái)組建網(wǎng)絡(luò)，確保網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性。