关于云计算网络虚拟技术的探讨
2022-06-09
【摘要】云计算机技术的出现，革新了IT产业界，指明了IT行业未来的发展，在较大程度上集中和提高了IT基础架构运营的专业化程度，对基础架构提出的要求也不断升高。而网络虚拟技术因为具有一系列的优势，且对网络基础架构提出了更高的要求，如今得到了深入研究。本文简要分析了云计算网络虚拟技术，希望能够提供一些有价值的参考意见。
【关键词】云计算；虚拟化；网络技术
借助于网络，用户能够访问虚拟化的计算资源和存储资源，而重要问题是如何实现云中用户使用网络的安全性及无缝使用云计算服务。虚拟化技术的应用，可以促使网络利用率得到提升，网络的可扩展性得到强化，目前得到了深入研究。借助于网络虚拟化技术，可以将多个封闭用户组部署于单一物理基础设施上，并且提升网络安全性和可扩展性。
1、云计算中的网络层次
服务器、网络、存储是云计算的主要基础架构，而从生态环境角度来讲，则可以用数据中心网络、跨数据中心网络及云接入网络对其进行划分。连接主机、存储、服务器的数据中心局域网等组成了数据中心网络；跨数据中心网络的作用主要是连接不同的数据中心，以便有效迁移、备份数据中心间的数据，优化多数据中心间的资源等；泛在的云接入网络则主要是互相联通数据中心与终端用户，将云服务提供给公众或者企业用户。从网络虚拟化角度来讲，可以划分为两种场景，分别为纵向网络分割和横向网络整合；前者指的是1：N网络虚拟化，包括VLAN技术、VPN技术等，可以对用户流量进行隔离，安全性得到提升，用户还可以借助于自定义控制策略，促使个性化控制得到实现，以便有效出租增值业务；后者指的N：1网络虚拟化，也就是将路由器集群技术、交换机堆叠技术运用过来，合并多台物理机，形成虚拟机，以便整合跨设备链路，网络拓扑结构也可以得到简化，这样管理维护难度得到了减小，网络环路得到了消除，网络可靠性及链路利用率也可以得到强化和提升。
2、数据中心网络
云计算的核心就是数据中心，在时代飞速发展过程中，虚拟化数据中心逐渐替代了传统的数据中心。虚拟数据中心主要是将虚拟化技术利用起来，抽象整合物理资源，促使服务能力得到强化；科学分配与调度动态资源，更加高效地利用资源，服务可靠性也能够得到提升。将自动化的服务开通能力提供出来，促使运维成本得到降低；此外，公众与企业客户的安全需求主要是由安全机制及可靠性机制保证的。应用了云计算技术之后，传统的数据中心网络逐渐无法适应发展要求。一般来讲，可以从这些方面来理解数据中心网络虚拟化：首先，核心层虚拟化，数据中心核心网络设备的虚拟化是其主要内容，其对核心层网络的数据交换能力及接入能力提供了较好的要求；运用虚拟机箱技术，设备管理得到了简化，可以更加高效利用资源，交换系统的灵活性也得到了提高，可以更加灵活地调度资源。借助于VPC技术，跨交换机的端口捆绑得到了实现，那么在连接下级交换机及虚拟交换机时，以太网链路捆绑就能够实现，冗余能力得到了提高，网络维护难度予以降低。其次，接入层虚拟化，其能够实现分级设计数据中心接入层。为了方便数据中心的走线，接入层交换机对各种部署方式及新以太网技术都需要足够支持。其中，目前发展最快的为无损以太网技术标准。最后，虚拟机网络交换。其可以划分为两个组成部分，分别为物理网卡虚拟化和虚拟网络交换机，将交换机及网卡功能虚拟于服务器内部，在主机内部，虚拟交换机将多个网卡的互联功能提供出来，且能够针对不同的网卡流量设定差异化的VLAN标签，以便如同有一台交换机存在于主机内部，能够在不同的端口有效连接不同的网卡。虚拟网卡主要是将多个逻辑独立的网卡虚拟于物理网卡中，这些虚拟网卡的IP地址及MAC地址都是独立的，且流量调度策略也可以实现于虚拟网卡之间。
3、跨数据中心网络
对于不同数据中心，需要迁移调度计算资源与存储资源，比较大型的集群计算，可以构建二层互联网络；而云计算服务如果是由多个虚拟数据中心提供的，则可以通过路由网络连接将其构建起来。将二层网络构建起来，能够实现虚拟机的透明化，对数据中心的二层互联设计进行简化，在较短时间内，借助于网络虚拟化技术，就可以恢复二层链路，L3链路也不受影响，相较于传统设计，具有较大的差异。通过虚拟化技术的应用，还可以横向扩展于跨数据中心网络各个层间，扩大数据中心规模，网络管理拓扑也不会受到较大影响。但是需要对网络环路问题有效解决，以便促使网络的高性能与可靠性得到保证。
4、泛在的云接入网络
借助于广域数据传输平台，能够有效互联云计算中心与终端用户，以便将云服务提供给公众用户或企业内部用户。因为有较大数量的终端用户使用着云服务，且在较大的范围内广泛分布，有多样化的接入方式，因此，对数据传输网络提出了较高的要求：首先为较高的可用性，云计算中，将会精简终端，避免其过于复杂，降低设备要求，保证泛在的云接入网络能够将更加可靠和安全的数据存储中心提供给终端用户；其次为无缝接入，对于泛在的云接入网络来讲，需要能够对多种终端及接入方式有效兼容，以便促使云计算服务被更多的用户所使用到，促使云计算服务的提供范围得到最大限度的扩展，保证用户云计算服务的获取能够以任务终端、位置及方式实现；再次为可扩展性，云计算开展的深入，对泛在的云接入网络的可扩展性也提出了更高要求，以便能够将新的云计算中心及用户终端方便接入，并且降低服务提供的难度；最后为高安全性，借助于虚拟化技术，从物理网络中将多个逻辑独立的子网络划分出来，隔离性与独立性是网络的特点，能够有效隔离各个客户的信息，以便促使云计算服务的用户使用网络的安全性得到保证。
5、结语
综上所述，云计算的实现，促使IT服务提供的种类及范围得到了较大程度的扩展，云计算能够将虚拟可靠的IT服务提供给不同地域的众多用户，其不仅要连接用户，承载计算存储资源，还需要保证云计算特性的要求得到满足。本文主要分析了三个层面的需求及技术，能够肯定的是，科学技术的革新，网络虚拟化技术也将会获得更快的发展。 [本文由WWw.dYlW.nEt提供，第 一论文网专业代写论文，欢迎光临dYLW.neT]
参考文献
[1]郑子琪.基于云计算的虚拟网络承载技术研究[J].山西青年，2013，4（10）：123-125.
[2]马晓婷，陈晨.云计算环境下基于收益优化的数字图书馆网络虚拟化研究[J].情报科学，2014，5（11）：55-57.
课题信息：课题号：QN2014214；河北省高等学校科学技术研究项目；项目名称：医学院校医学生物实验运算平台建设模式研究。
【关键词】云计算；虚拟化；网络技术
借助于网络，用户能够访问虚拟化的计算资源和存储资源，而重要问题是如何实现云中用户使用网络的安全性及无缝使用云计算服务。虚拟化技术的应用，可以促使网络利用率得到提升，网络的可扩展性得到强化，目前得到了深入研究。借助于网络虚拟化技术，可以将多个封闭用户组部署于单一物理基础设施上，并且提升网络安全性和可扩展性。
1、云计算中的网络层次
服务器、网络、存储是云计算的主要基础架构，而从生态环境角度来讲，则可以用数据中心网络、跨数据中心网络及云接入网络对其进行划分。连接主机、存储、服务器的数据中心局域网等组成了数据中心网络；跨数据中心网络的作用主要是连接不同的数据中心，以便有效迁移、备份数据中心间的数据，优化多数据中心间的资源等；泛在的云接入网络则主要是互相联通数据中心与终端用户，将云服务提供给公众或者企业用户。从网络虚拟化角度来讲，可以划分为两种场景，分别为纵向网络分割和横向网络整合；前者指的是1：N网络虚拟化，包括VLAN技术、VPN技术等，可以对用户流量进行隔离，安全性得到提升，用户还可以借助于自定义控制策略，促使个性化控制得到实现，以便有效出租增值业务；后者指的N：1网络虚拟化，也就是将路由器集群技术、交换机堆叠技术运用过来，合并多台物理机，形成虚拟机，以便整合跨设备链路，网络拓扑结构也可以得到简化，这样管理维护难度得到了减小，网络环路得到了消除，网络可靠性及链路利用率也可以得到强化和提升。
2、数据中心网络
云计算的核心就是数据中心，在时代飞速发展过程中，虚拟化数据中心逐渐替代了传统的数据中心。虚拟数据中心主要是将虚拟化技术利用起来，抽象整合物理资源，促使服务能力得到强化；科学分配与调度动态资源，更加高效地利用资源，服务可靠性也能够得到提升。将自动化的服务开通能力提供出来，促使运维成本得到降低；此外，公众与企业客户的安全需求主要是由安全机制及可靠性机制保证的。应用了云计算技术之后，传统的数据中心网络逐渐无法适应发展要求。一般来讲，可以从这些方面来理解数据中心网络虚拟化：首先，核心层虚拟化，数据中心核心网络设备的虚拟化是其主要内容，其对核心层网络的数据交换能力及接入能力提供了较好的要求；运用虚拟机箱技术，设备管理得到了简化，可以更加高效利用资源，交换系统的灵活性也得到了提高，可以更加灵活地调度资源。借助于VPC技术，跨交换机的端口捆绑得到了实现，那么在连接下级交换机及虚拟交换机时，以太网链路捆绑就能够实现，冗余能力得到了提高，网络维护难度予以降低。其次，接入层虚拟化，其能够实现分级设计数据中心接入层。为了方便数据中心的走线，接入层交换机对各种部署方式及新以太网技术都需要足够支持。其中，目前发展最快的为无损以太网技术标准。最后，虚拟机网络交换。其可以划分为两个组成部分，分别为物理网卡虚拟化和虚拟网络交换机，将交换机及网卡功能虚拟于服务器内部，在主机内部，虚拟交换机将多个网卡的互联功能提供出来，且能够针对不同的网卡流量设定差异化的VLAN标签，以便如同有一台交换机存在于主机内部，能够在不同的端口有效连接不同的网卡。虚拟网卡主要是将多个逻辑独立的网卡虚拟于物理网卡中，这些虚拟网卡的IP地址及MAC地址都是独立的，且流量调度策略也可以实现于虚拟网卡之间。
3、跨数据中心网络
对于不同数据中心，需要迁移调度计算资源与存储资源，比较大型的集群计算，可以构建二层互联网络；而云计算服务如果是由多个虚拟数据中心提供的，则可以通过路由网络连接将其构建起来。将二层网络构建起来，能够实现虚拟机的透明化，对数据中心的二层互联设计进行简化，在较短时间内，借助于网络虚拟化技术，就可以恢复二层链路，L3链路也不受影响，相较于传统设计，具有较大的差异。通过虚拟化技术的应用，还可以横向扩展于跨数据中心网络各个层间，扩大数据中心规模，网络管理拓扑也不会受到较大影响。但是需要对网络环路问题有效解决，以便促使网络的高性能与可靠性得到保证。
4、泛在的云接入网络
借助于广域数据传输平台，能够有效互联云计算中心与终端用户，以便将云服务提供给公众用户或企业内部用户。因为有较大数量的终端用户使用着云服务，且在较大的范围内广泛分布，有多样化的接入方式，因此，对数据传输网络提出了较高的要求：首先为较高的可用性，云计算中，将会精简终端，避免其过于复杂，降低设备要求，保证泛在的云接入网络能够将更加可靠和安全的数据存储中心提供给终端用户；其次为无缝接入，对于泛在的云接入网络来讲，需要能够对多种终端及接入方式有效兼容，以便促使云计算服务被更多的用户所使用到，促使云计算服务的提供范围得到最大限度的扩展，保证用户云计算服务的获取能够以任务终端、位置及方式实现；再次为可扩展性，云计算开展的深入，对泛在的云接入网络的可扩展性也提出了更高要求，以便能够将新的云计算中心及用户终端方便接入，并且降低服务提供的难度；最后为高安全性，借助于虚拟化技术，从物理网络中将多个逻辑独立的子网络划分出来，隔离性与独立性是网络的特点，能够有效隔离各个客户的信息，以便促使云计算服务的用户使用网络的安全性得到保证。
5、结语
综上所述，云计算的实现，促使IT服务提供的种类及范围得到了较大程度的扩展，云计算能够将虚拟可靠的IT服务提供给不同地域的众多用户，其不仅要连接用户，承载计算存储资源，还需要保证云计算特性的要求得到满足。本文主要分析了三个层面的需求及技术，能够肯定的是，科学技术的革新，网络虚拟化技术也将会获得更快的发展。 [本文由WWw.dYlW.nEt提供，第 一论文网专业代写论文，欢迎光临dYLW.neT]
参考文献
[1]郑子琪.基于云计算的虚拟网络承载技术研究[J].山西青年，2013，4（10）：123-125.
[2]马晓婷，陈晨.云计算环境下基于收益优化的数字图书馆网络虚拟化研究[J].情报科学，2014，5（11）：55-57.
课题信息：课题号：QN2014214；河北省高等学校科学技术研究项目；项目名称：医学院校医学生物实验运算平台建设模式研究。