用于虛擬化數據中心的覆蓋網絡

虛擬可擴展局域網(VXLAN)

物理網絡當前的局限性將越來越多的動態虛擬世界重新綁定到相當復雜的網絡架構上，形成了人為障礙，進而也就無法實現企業組織對私有云的全面的靈活敏捷性。雖然虛擬機可以在幾分鐘內完成配置，但將“圍繞”著虛擬機相關的所有必要的網絡和安全服務安排妥當仍然需要數天的時間。高度可用的虛擬化技術(例如VMware容錯)最適合于在第2層網絡，但創建和管理此體系架構在操作層面上可能是非常困難的，特別是在規模上。對于真正的軟件定義的網絡(SDN)而言，數據中心或云運營商根本不用操心硬件和設備操作系統方面的問題，真正從諸如OpenFlow和VXLAN這樣的“管道”項目開始。

VXLAN有助于解決數據中心的網絡挑戰難題。其提供了跨數據中心架構創建隔離的多租戶廣播域(broadcast domain)的能力，并使企業客戶能夠創建跨越物理網絡邊界的彈性邏輯網絡。從而虛擬化網絡，并創建能夠滿足虛擬化應用程序和數據的靈活敏捷性，性能和規模要求的網絡。

VXLAN的工作原理是創建封裝在標準第3層IP數據包中的第2層邏輯網絡，從而允許跨物理邊界擴展第2層虛擬網絡(請參見下圖4)。每個幀中的“分段ID”區分VXLAN邏輯網絡，而不需要VLAN標簽。

圖4：VXLAN允許第2層虛擬網絡跨越物理邊界

該方法不僅允許大量隔離的第2層VXLAN網絡在共同的第3層基礎設施上共存，還允許虛擬機托管在同一個第2層虛擬網絡中，而且是位于兩個不同的第3層網絡上。VXLAN運行在標準交換硬件上，不需要軟件升級，實現多租戶，同時跨越云/數據中心網絡的不同物理位置擴展虛擬數據中心。

但是，這種方法可能存在巨大的缺點：流量隱藏在隧道中，使得網絡監控變得非常困難。因此不能對隧道內的個別應用程序實施很好的監控。即使通過硬件或軟件修改使監控工具與VN-Tag標簽和VXLAN封裝隧道兼容，這些工具仍然會花費寶貴的資源周期來剝離封裝，同時可以更有效地使用它們最初設計的功能，即分析和監控流量。

對虛擬化數據中心和云的普遍可視化

今天，隨著企業客戶逐漸采用進一步的虛擬化和云服務解決方案，性能或安全問題已然無法再阻礙這方面的進步了。

圖5：VXLAN意識

覆蓋網絡中的可視化

實現VXLAN封裝流量的可視化

憑借24位segment ID來唯一標識廣播域，VXLAN可在云規模上啟用多租戶環境，并通過將原始幀封裝在MAC-in-UDP封裝中來跨越物理邊界擴展第2層網絡。監控VXLAN SDN和虛擬隧道端點的性能是使網絡運營團隊能夠控制和理解浮動在通用網絡和虛擬化基礎設施之上的“虛擬”域的關鍵。VXLAN封裝的流量可以發送到可視化光纖架構，該架構可以利用相關供應商所提供的處理能力過濾segment ID以轉發或解封裝特定流量流，然后轉發到需要訪問的監控工具這個信息(見上圖5)。因此，需要對UDP封裝流量進行關鍵可視性的網絡和安全分析儀現在可以監控VXLAN虛擬覆蓋網絡的安全性和性能，而無需對硬件或軟件進行任何修改。

體系架構統一的可視化

統一可視化結構體系架構是一種創新的解決方案，可提供穿越通信網絡的網絡流量的普遍且動態的可視化。需要有集中訪問的統一監控架構，以確保向多個部門和工具傳送監控數據的獨立性和隔離性。這可以在不同網絡體系架構(包括物理和虛擬網絡)之間統一數據的可視化，從而實現多租戶設置內的安全部署。

服務層

聚合、過濾、復制和智能數據包修改

服務層由分布式網絡設備組成，提供了高級過濾智能，包括流量轉發、操作和修改。作為服務層的一部分，相關供應商的產品通過利用基于標準的API進行流量過濾，并轉發到功能更強大的服務節點，進一步擴展了虛擬化服務器基礎架構的可見性。虛擬和物理網絡中的普遍的可見性為整個基礎架構提供了獨特的視角，從而有助于確保生產力，性能和滿足服務級別協議。除了提供關鍵信息的訪問權外，服務層還可以用于修改正在運行的數據包，以便隱藏機密信息，添加時間信息，刪除重復數據以及去除無關標頭，從而提高監控和安全工具的效率。今天越來越多的企業組織正在積極的采用虛擬化，云服務和可編程網絡。諸如VXLAN，VN-Tag等新技術是用于監控、分析和保護IT基礎設施的渲染工具，這些工具對進出數據中心的流量基本上是盲目的。由服務層提供的增強的標頭剝離功能使企業能夠克服對性能和安全性的擔憂，因為他們希望采用虛擬化和云解決方案，并利用其提供的巨大價值主張。

管理層

統一的終端到終端的配置

由相關供應商所提供的統一配置界面將為物理、虛擬和SDN網絡的監控流量提供端到端的管理策略，同時為這些工具提供整個使用壽命周期的生態系統接口。可視化光纖架構的核心技術可根據從集中式管理控制臺實施的用戶規則，將傳入流量進行識別，并指向單個或多個工具。

通過提供基于角色的高級管理和簡化的GUI工作流程，該技術的新的增強功能可幫助解決多租戶訪問和監控流量和策略的隔離問題。這使得監控流量的動態管理更加動態，從而消除了運營孤島——同時降低了CAPEX和OPEX。

業務流程安排管理層

通過開放式框架實現可編程性、自動化和工具集成

業務流程安排管理層對網絡中所發生的實時事件提供了“即時”響應的能力。無需人工干預即可動態調整監視服務，這有助于將基礎架構的反應管理調整至最主動的方式。并使得獨立軟件開發人員社區能夠提供可視化即服務的應用程序。基于標準的API集將被設計為與廣泛的工具具有完全的互操作性，從而使IT企業組織在設計和增強其基礎架構方面具有***的架構靈活性。

應用程序層

動態電源到自定義流量選擇，并實現工具優化。統一的可視化結構體系架構使創建增值可視性應用程序、及開發新的應用程序特定功能變得更為簡單，以便使得企業客戶可以高效安全地滿足其業務需求。現在，監控工具可以通過消除重復數據刪除等當前可用應用程序中的重復內容，從而更高效地運行，并且將來可以使用基于智能化的流程的采樣將大數據轉換為可管理的數據。正好趕上云計算、移動化技術和社交網絡帶來的動態數據的沖擊，這為企業和服務提供商開發專門的補充解決方案奠定了基礎。

統一可視化結構體系架構的主要優點總結：

• 利用跨園區、云服務和運營商的端到端可見性所需的工具橋接物理、虛擬和SDN基礎架構孤島
• 規范并優化用戶、虛擬機、設備和應用程序之間工具的流量，以實現工具優化
• 啟用并行監控策略，以靈活的策略引擎同時為多個部門提供服務
• 通過自動化和業務流程安排管理，對網絡中發生的實時事件提供“即時”響應

結論

未來的數據中心現在已然就在眼前了。毫無疑問，虛擬化技術正主宰著當前的數據中心的轉型階段。以按需方式集中，優化和簡化IT服務交付受到了企業客戶的廣泛關注，這有助于使他們降低IT成本。但是，虛擬化服務器和虛擬網絡功能正在創造越來越大的IT部門，這些IT部門隱藏在依靠測量正常運行時間，安全數據和資產以及分析網絡和應用程序性能的工具中。這些工具的版本可以虛擬化，但由于其對服務器資源的依賴性很強，IT解決方案架構師們不會將他們的工具與他們的應用程序混合在同一個虛擬機管理程序中。因此，從物理機遷移到虛擬機時，工具儀表板保持空白。使用虛擬端口鏡像帶來了過度消耗網絡帶寬的巨大風險。端到端隧道協議還會從工具中隱藏相關的數據包信息，或者通過標頭剝離和解封裝任務將工具納入超出限制的范圍。相關供應商所提供的解決方案為虛擬化和云環境提供了必要的信息，并將監控，分析和安全工具的覆蓋范圍擴展到數據中心的每個角落，和被云計算的許多方面隱藏起來的每一個IT孤島以及今天正在生產的虛擬化技術。