六問(wèn)六答：網(wǎng)絡(luò)虛擬化優(yōu)勢(shì)及挑戰(zhàn)

網(wǎng)絡(luò)虛擬化不只是管理虛擬環(huán)境中的網(wǎng)絡(luò)，它實(shí)際上是對(duì)物理網(wǎng)絡(luò)及其組件比如交換機(jī)、端口以及路由器進(jìn)行抽象。

采用網(wǎng)絡(luò)虛擬化，你可以將多個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)抽象為一個(gè)虛擬網(wǎng)絡(luò)，或者將一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)分割為多個(gè)邏輯網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)然，網(wǎng)絡(luò)虛擬化也帶來(lái)了一些挑戰(zhàn)，包括虛擬交換機(jī)管理、安全問(wèn)題以及虛擬網(wǎng)絡(luò)的流量監(jiān)控。

專(zhuān)家Stephen Bigelow回答了如下問(wèn)題：網(wǎng)絡(luò)虛擬化，內(nèi)部虛擬網(wǎng)絡(luò)和外部虛擬網(wǎng)絡(luò)的區(qū)別，以及就資源使用、安全以及管理而言，虛擬網(wǎng)絡(luò)存在的優(yōu)勢(shì)及不足。

什么是網(wǎng)絡(luò)虛擬化?

Stephen Bigelow：網(wǎng)絡(luò)虛擬化是使用基于軟件的抽象從物理網(wǎng)絡(luò)元素中分離網(wǎng)絡(luò)流量的一種方式。網(wǎng)絡(luò)虛擬化與其他形式的虛擬化有很多共同之處。

例如，存儲(chǔ)虛擬化允許組織將組織內(nèi)部的所有存儲(chǔ)資源整合到一個(gè)存儲(chǔ)池中，然后再?gòu)拇鎯?chǔ)池中分配存儲(chǔ)容量。存儲(chǔ)虛擬化與企業(yè)所使用的存儲(chǔ)類(lèi)型、存儲(chǔ)的物理位置無(wú)關(guān)。

對(duì)網(wǎng)絡(luò)虛擬化來(lái)說(shuō)，抽象隔離了網(wǎng)絡(luò)中的交換機(jī)、網(wǎng)絡(luò)端口、路由器以及其他物理元素的網(wǎng)絡(luò)流量。每個(gè)物理元素被網(wǎng)絡(luò)元素的虛擬表示形式所取代。管理員能夠?qū)μ摂M網(wǎng)絡(luò)元素進(jìn)行配置以滿(mǎn)足其獨(dú)特的需求。網(wǎng)絡(luò)虛擬化在此處的主要優(yōu)勢(shì)是將多個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)整合進(jìn)更大的邏輯網(wǎng)絡(luò)中。反之，一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)也可以被劃分為多個(gè)邏輯網(wǎng)絡(luò)。

既然網(wǎng)絡(luò)虛擬化的抽象有效地消除了流量與物理網(wǎng)絡(luò)組件之間的任何聯(lián)系，那么就有必要采用綜合管理工具對(duì)虛擬網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行追蹤并監(jiān)控。

內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)虛擬化和外部網(wǎng)絡(luò)虛擬化的區(qū)別

Stephen Bigelow：外部網(wǎng)絡(luò)虛擬化應(yīng)用于適當(dāng)?shù)木W(wǎng)絡(luò)中，影響了物理網(wǎng)絡(luò)中的諸多元素，比如布線、網(wǎng)絡(luò)適配器、交換機(jī)、路由器等等。外部網(wǎng)絡(luò)虛擬化將多個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)整合為更大的邏輯網(wǎng)絡(luò)，或者將單個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)劃分為多個(gè)邏輯網(wǎng)絡(luò)。

內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)虛擬化通過(guò)在虛擬服務(wù)器內(nèi)部定義邏輯交換機(jī)以及網(wǎng)絡(luò)適配器，創(chuàng)建了一個(gè)或多個(gè)邏輯網(wǎng)絡(luò)。內(nèi)部虛擬化網(wǎng)絡(luò)能夠連接運(yùn)行在一臺(tái)服務(wù)器上的兩個(gè)或多個(gè)虛擬機(jī)，而且虛擬機(jī)之間的網(wǎng)絡(luò)流量不會(huì)經(jīng)過(guò)物理網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施。內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)虛擬化最小化了物理網(wǎng)絡(luò)上的網(wǎng)絡(luò)流量，是讓服務(wù)器內(nèi)部相關(guān)的工作負(fù)載進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信的一種更快和更有效的方式。

然而，內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)虛擬化也引起了更多的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡以及遷移問(wèn)題。一般來(lái)說(shuō)，工作負(fù)載能夠遷移至具有足夠計(jì)算資源的任一物理服務(wù)器上。當(dāng)工作負(fù)載連接至內(nèi)部虛擬網(wǎng)絡(luò)時(shí)，這些工作負(fù)載可能需要一同遷移至同一臺(tái)服務(wù)器上。否則，它們需要將數(shù)據(jù)傳輸至外部網(wǎng)絡(luò)，這可能導(dǎo)致不可預(yù)料以及難以承受的網(wǎng)絡(luò)流量峰值，可能會(huì)對(duì)其他網(wǎng)絡(luò)流量造成破壞。

虛擬網(wǎng)絡(luò)軟件使用什么技術(shù)過(guò)程對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行虛擬化?

Stephen Bigelow：虛擬網(wǎng)絡(luò)軟件對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行虛擬化的過(guò)程概述如下：虛擬網(wǎng)絡(luò)軟件的構(gòu)想是采用軟件引入一個(gè)抽象層，該抽象層將流量從物理網(wǎng)絡(luò)元素中分離出來(lái)。與此同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)虛擬化還將創(chuàng)建虛擬組件，比如虛擬網(wǎng)絡(luò)適配器以及虛擬網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)。管理員幾乎能夠以任何方式整合這些虛擬網(wǎng)絡(luò)元素，為組織構(gòu)建規(guī)模任意的網(wǎng)絡(luò)或者創(chuàng)建共享同一物理網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的多個(gè)網(wǎng)絡(luò)。

網(wǎng)絡(luò)虛擬化依賴(lài)每個(gè)虛擬服務(wù)器上的網(wǎng)絡(luò)虛擬化軟件、內(nèi)部的交換機(jī)(比如智能交換機(jī))以及支持網(wǎng)絡(luò)虛擬化的其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。當(dāng)你考慮組合可能需要被虛擬化的多種設(shè)備時(shí)，有必要對(duì)需要協(xié)同工作以支持網(wǎng)絡(luò)虛擬化的硬件和軟件資源進(jìn)行整合。舉例來(lái)說(shuō)，Citrix和Vyatta提供了虛擬化網(wǎng)絡(luò)軟件產(chǎn)品，能夠?yàn)榻M織機(jī)構(gòu)創(chuàng)建完整的虛擬化網(wǎng)絡(luò)堆棧。

網(wǎng)絡(luò)虛擬化如何改進(jìn)網(wǎng)絡(luò)資源的使用?

Stephen Bigelow：網(wǎng)絡(luò)虛擬化是為了充分利用組織現(xiàn)有的資源。我們先從內(nèi)部虛擬網(wǎng)絡(luò)講起，因?yàn)楹屯獠刻摂M網(wǎng)絡(luò)相比，內(nèi)部虛擬網(wǎng)絡(luò)容易理解。

內(nèi)部虛擬網(wǎng)絡(luò)借助基于軟件的虛擬交換機(jī)和虛擬網(wǎng)絡(luò)端口，使各種網(wǎng)絡(luò)負(fù)載能夠與同一物理服務(wù)器上的其他網(wǎng)絡(luò)負(fù)載共存。當(dāng)同一臺(tái)物理服務(wù)器上的兩臺(tái)虛擬機(jī)交換數(shù)據(jù)時(shí)，網(wǎng)絡(luò)流量并不會(huì)經(jīng)過(guò)外部網(wǎng)絡(luò)。工作負(fù)載只在物理服務(wù)器的內(nèi)存中交換數(shù)據(jù)。對(duì)工作負(fù)載之間的數(shù)據(jù)傳輸來(lái)說(shuō)，這提供了極其快速的性能。因?yàn)閿?shù)據(jù)不需要流經(jīng)外部網(wǎng)絡(luò)，解放了網(wǎng)絡(luò)中其他服務(wù)器及任務(wù)所需要的帶寬。

外部網(wǎng)絡(luò)虛擬化分割并隔離網(wǎng)絡(luò)，改進(jìn)網(wǎng)絡(luò)流量并增加安全性的方式與內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)虛擬化有一些不同之處。外部網(wǎng)絡(luò)虛擬化沒(méi)有為存儲(chǔ)和公司的各部門(mén)創(chuàng)建多個(gè)網(wǎng)絡(luò)，不用構(gòu)建多個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)，外部網(wǎng)絡(luò)虛擬化就能夠調(diào)整網(wǎng)絡(luò)大小以適應(yīng)每個(gè)組或用例的需要。舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子，網(wǎng)絡(luò)虛擬化能夠隔離公司的人力資源數(shù)據(jù)、生產(chǎn)數(shù)據(jù)以及應(yīng)付賬款數(shù)據(jù)，但是所有的部門(mén)仍舊在使用相同的物理網(wǎng)絡(luò)。

外部網(wǎng)絡(luò)虛擬化只需要維護(hù)、管理單個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)，因?yàn)閷?duì)每個(gè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行管理不需要多個(gè)工具集，因此其管理效率更高。

網(wǎng)絡(luò)虛擬化如何改進(jìn)安全?

Stephen Bigelow：基本的理論是使用網(wǎng)絡(luò)虛擬化限制哪些類(lèi)型的網(wǎng)絡(luò)流量能夠流經(jīng)物理網(wǎng)絡(luò)。既然只有配置為給定虛擬網(wǎng)絡(luò)一部分的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)才能夠在虛擬網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送或接收數(shù)據(jù)，那么網(wǎng)絡(luò)流量應(yīng)該更加安全。但是需要指出的是網(wǎng)絡(luò)虛擬化本身并不保證安全，但是網(wǎng)絡(luò)虛擬化組織并限制網(wǎng)絡(luò)流量的能力能夠?yàn)樽柚狗鞘跈?quán)節(jié)點(diǎn)訪問(wèn)敏感數(shù)據(jù)提供幫助。例如，你可能創(chuàng)建一個(gè)虛擬網(wǎng)絡(luò)來(lái)處理VoIP數(shù)據(jù)，而且只有被授權(quán)使用VoIP的用戶(hù)才能能夠訪問(wèn)那個(gè)虛擬網(wǎng)絡(luò)。

管理虛擬交換機(jī)存在哪些挑戰(zhàn)?

Stephen Bigelow：網(wǎng)絡(luò)虛擬化及虛擬交換機(jī)存在一些需要注意的挑戰(zhàn)。當(dāng)在服務(wù)器內(nèi)部創(chuàng)建虛擬網(wǎng)絡(luò)組件時(shí)，一個(gè)主要的問(wèn)題就是網(wǎng)絡(luò)管理員與服務(wù)器管理員之間存在的潛在的沖突。創(chuàng)建并管理虛擬網(wǎng)絡(luò)元素的主要任務(wù)通常被分配給服務(wù)器管理員，而網(wǎng)絡(luò)管理員并不能管理甚至查看網(wǎng)絡(luò)中的某些組件。

另外，既然內(nèi)部虛擬機(jī)之間的網(wǎng)絡(luò)流量只停留在物理服務(wù)器內(nèi)部并不會(huì)流經(jīng)物理網(wǎng)絡(luò)，那么并沒(méi)有實(shí)際可用的方法來(lái)監(jiān)控或管理內(nèi)部的虛擬網(wǎng)絡(luò)流量。這導(dǎo)致了監(jiān)管的缺失。數(shù)據(jù)并不會(huì)被物理網(wǎng)絡(luò)識(shí)別到，因此也不會(huì)被網(wǎng)絡(luò)防火墻，服務(wù)工具，訪問(wèn)控制列表(ACL)以及用于在網(wǎng)絡(luò)層保護(hù)服務(wù)器的IDS/IPS系統(tǒng)所識(shí)別到。管理員通常并不能獲得重要的網(wǎng)絡(luò)性能及安全信息。

對(duì)虛擬交換機(jī)進(jìn)行管理還可能缺乏功能及細(xì)粒度控制。虛擬交換機(jī)通常只包括很少的(如果有的話)強(qiáng)大功能。因此與對(duì)物理交換機(jī)進(jìn)行監(jiān)控的能力相比，對(duì)虛擬交換機(jī)的監(jiān)控還沒(méi)有達(dá)到管理員的預(yù)期�？刂婆c能見(jiàn)度的缺失很可能會(huì)削弱網(wǎng)絡(luò)的安全性。

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