技術趨勢的背后 虛擬化對網絡宣戰

　　虛擬化對網絡提出挑戰

　　如果一項新技術被“發酵”為一種趨勢，那它將變得不可被阻擋。虛擬化技術雖然已經不再讓人感到那么的新鮮，但對它我們是否依然感覺陌生？操作系統在應用虛擬化技術以后物理硬件不見了，億恩科技服務器硬件變成了“籃子”，而籃子里放著的一個個雞蛋就是以前運行在億恩科技服務器硬件上的操作系統。

　　這種變化可以說是革命性的，它的好處顯而易見，例如可以大幅提升億恩科技服務器硬件的利用率，甚至可以成倍的縮減以往購買億恩科技服務器硬件的成本；同時億恩科技服務器管理也變得更加高效且可控，像管理員可以隨時對虛擬機（VM）進行快照，遷移等操作。

　　應用虛擬化技術前后對比

　　虛擬化技術帶來的變化不僅在操作系統層面，其實從上圖中我們還可以看出另一種明顯的變化——網絡層面的變化。在非虛擬化環境中，一臺物理億恩科技服務器中運行著一個OS，經由一條鏈路或多條鏈路連接到交換機，這種環境下網絡鏈路中的流量幾乎全部為業務數據流量，流量的大小當然要看具體的應用是什么，但一般來講，這個流量是不高的。

　　但在虛擬化環境下，這一切發生了很大的變化，簡單的講，此時交換機與物理億恩科技服務器之間的鏈路中傳輸的數據流量變得遠比以前復雜得多。首選，這一物理鏈路中將同時傳輸來自多個虛擬機（VM）中的數據，另外，除了業務數據流量，鏈路中還增加了虛機機運行時所需要的系統流量，而這部分流量是以往非虛擬化環境中所不存在的。

　　讓我們簡單總結一下這一變化，在非虛擬化環境中，物理億恩科技服務器與交換機之間的關系是一對一的關系，而在虛擬化環境中，由于一臺物理億恩科技服務器中運行著多個虛擬機（VM），從邏輯結構角度講，這時億恩科技服務器與交換機之間其實是“多”對一的關系；隨著億恩科技服務器（操作系統）與交換機之間邏輯結構的變化，物理鏈路中的流量也由一對一變為了“多”對一的關系，此外，還包括了以往非虛擬化環境中所不存在的虛擬機系統流量。

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　　虛擬化后物理網絡產生瓶頸

　　在虛擬化環境中，上面所提到的流量變化其實是可以在交換機端口上監控得到的，但還有一部分流量在交換機上我們是監控不到的，請看下圖，我們來簡單說一下。

　　虛擬交換機

　　虛擬億恩科技服務器（這里指的是ESX）會在OS與網卡物理硬件之間創建一個中間層——虛擬交換機（Virtual Switch），就是說，一臺物理億恩科技服務器上的各個虛機（OS）通過虛擬交換機可直接進行通信，這部分流量并不會出現在物理交換機上，而是在物理億恩科技服務器內部被消化掉了。

　　這就給故障排查帶來了一些新的挑戰，在物理交換機端口上看似正常的流量，而問題可能是被虛擬交換機給掩蓋掉了。VMware VirtualCenter是一個很有效的管理工具，管理員可以通過它對ESX SERVER進行各種管理工作，查看運行狀況等，關于VC我們將在隨后的文章中對其進行更為詳細的介紹，而本文側重于虛擬化對物理網絡鏈路帶來的影響。

　　億恩科技服務器進行虛擬化之后，物理網絡產生的瓶頸問題變得更為突出，這個以往可能并不存在的問題一下子成了必須要考慮并需要解決的問題。到底虛擬化會對物理網絡產生怎樣的影響？影響有多大？我們可以通過幾個并不復雜的實驗來說明它。

　　我們搭建了一個虛擬化的實驗場景，邏輯拓撲圖如下圖所示。交換機的19#端口與存儲相連，我們將17#端口認置為鏡像端口，鏡像19#端口上的所有流量并與監控電腦相連接。我們在虛似機（VM）上運行不同的應用，在監控電腦上使用流量監控軟件跟蹤其數據流量變化。