网络虚拟化

今天听了一节网络虚拟化的课，北邮老师讲的，很深刻，过来整理一下。

云计算

什么是云计算？
云计算是一种服务。
什么是云？
云是各种终端设备的互联互通
什么是服务器？
服务器就是计算机的一种，算力更高、运行更快、负载更高、价格更贵。
将服务器集中起来----机房----如果机房的规模很大------数据中心
什么是云服务？
Laas：基础架构即服务(infrastructure as a service)-------买成品做
Paas：平台即服务(platform as a service)---------------点外卖吃
Saas：软件即服务（software as a service）-----------去餐厅吃
有点抽象，没事，截张图来看看：

感觉就像是，把企业所需的软硬件，资料比作商品，云比作一个大超市，云服务可以将企业所需的“商品”都放到“大超市”里，在任何时间、地点，使用不同的IT设备互相连接，将这些商品拿出来，实现数据存取、运算等目的。
这些云服务的类型面向的对象客户不同。

基础设施即服务是主要的服务类别之一，它向云计算提供商的个人或组织提供虚拟化计算资源，如虚拟机、存储、网络和操作系统。

平台即服务是一种服务类别，为开发人员提供通过全球互联网构建应用程序和服务的平台。Paas为开发、测试和管理软件应用程序提供按需开发环境。

软件即服务也是其服务的一类，通过互联网提供按需软件付费应用程序，云计算提供商托管和管理软件应用程序，并允许其用户连接到应用程序并通过全球互联网访问应用程序。
有哪些云模型？

这些云可以百度去了解，不做赘述了。
谈谈云计算与数据中心
数据中心是满足云计算服务的计算、网络和存储需求的物理设施，是云计算的底层。（数据中心对电能的消耗很大，选址方面需要考虑气候！）
云计算是一种服务，可以按需访问共享的可配置计算资源池。（超市拿商品）

虚拟化（virtualization）

是支持云计算的基本技术
划分物理基础结构以创建多个专用资源的软件
将操作系统（OS）与硬件分开
虚拟云服务–根据需要动态配置服务器

为什么要虚拟化呢？这就得从传统的企业服务器说起。

什么是传统企业服务器？

在硬件上安装服务器操作系统
服务器所有的RAM，CPU和硬盘空间均专用于所提供的服务

这样有什么缺点？

单点故障
服务器会长时间闲置，资源未得到充分利用。
多个未全部利用的服务器占据的空间过大，消耗更多的能源（仅能利用15%-20%左右）

啥是单点故障？？-----牵一发而动全身，你懂的，单点故障即会整体故障。
高可用性或者高可靠度的系统（商务系统、软件系统或工业系统）不会希望有单点故障造成整体故障的情形。

所以就自然而然有了虚拟化的趋势

服务器虚拟化

利用空闲资源并整合所需服务器的数量
允许在单个硬件平台上存在多个操作系统
虚拟化的使用通常包括冗余以防止单点故障
系统管理程序（hypervisor）是在物理硬件之上添加抽象层的程序，固件或硬件
抽象层用于创建虚拟机，这些虚拟机可以访问物理机的所有硬件，例如CPU，内存，磁盘，控制器和NIC。

虚拟化的优势

提高服务器利用率降低成本
服务器虚拟化允许中小型企业整合其物理服务器并运行多个虚拟机（vm），每个虚拟机具有不同的工作负载。这可以提高他们的 IT 效率，并帮助他们获得灵活性，只需增加新硬件的一小部分成本。
增加正常运行时间和可用性
硬件故障是业务中断的常见原因。通过故障转移群集和实时迁移，企业可以在物理服务器之间无缝地移动虚拟机，以最大限度地减少停机时间。
提高安全性和数据保护
通过在单独的vm 中隔离不同的工作负载，您的客户可以提高安全性并将恶意软件的影
响降到最低。
简化服务器和应用程序管理
员工可以在任何地方、任何时间、任何设备上自由开展业务，并使用单一视图仪表板管理用户、设备、存储、资源和虚拟机
实施灾难恢复和业务连续性
传统的灾难恢复解决方案可能要花费数万美元！与使用单独的物理服务器相比，客户可以更经济地备份其虚拟化环境。

####### 啥是抽象层？
网络虚拟化

虚拟化网络设施

类型1Hypervisors（系统管理程序）
- 管理程序直接安装在硬件上。
- 通常用于企业服务器和数据中心网络设备
- 可以直接访问硬件资源
- 加强了课伸缩性，性能和健壮性
在Hypervisors上安装VM
- 需要management console（管理控制台）来进行管理
- 管理控制台使用同一Hypervisors管理多个服务器
- 管理控制台可以自动整合服务器，并根据需要打开或关闭服务器电源。

在传统网络体系结构中部署服务器虚拟化会带来一些问题：

需要手工调整漂移VM的网络配置（VLAN）
动态变化的流量需要灵活的网络资源管理办法
拓展性问题（Qos配置）服务质量问题

解决办法：网络虚拟化

软件定义网络（SDN）

啥是控制平面
- 设备的大脑
- 用于制定转发决策
- 包含第2,3,层转发机制
- 发送到控制平面的信息有CPU 处理
啥是数据平面
- 转发平面
- 连接网络端口的交换结构
- 用于转发流量
- 由芯片处理，不涉及CPU
SDN
- 分离控制平面和数据平面
- 控制平面由集中控制器执行，而从每个设备中删除
- 集中控制器将控制平面功能传达给每个设备
- 网络设备可以专注于转发数据
- 集中控制器可以管理数据流，提高安全性并提供其他服务
管理平面
- 用来访问和配置网络设备
- TELNET,SSH
- TFTP,FTP
- HTTP,HTTPS
- SNMP
传统架构与SDN：

网络虚拟化

控制器

通过网络所有流都必须先获得SDN控制器的许可
SDN控制器根据网络策略验证是否允许通信
如果控制器允许流，它将为该流计算一条路由并下发交换机
每个交换机中为该流添加一个条目
三种流表的类型
- 流表：此表传入的数据包与特定流进行匹配，并指定要在数据包上执行的功能
- 组表：流表可以将流定向到组表，这可能会触发影响一个或多个流的各种操作
- 计量表：该表在流上触发各种与性能相关的动作，包括对流量进行速率限制的能力