Виртуализация сети

В вычислительной технике виртуализация сети — это процесс объединения аппаратных и программных сетевых ресурсов и сетевых функций в единый программный административный объект — виртуальную сеть . Виртуализация сети предполагает виртуализацию платформ , часто в сочетании с виртуализацией ресурсов.

Виртуализация сети подразделяется на внешнюю виртуализацию , объединяющую множество сетей или частей сетей в виртуальную единицу, или внутреннюю виртуализацию , обеспечивающую сетевую функциональность программным контейнерам на одном сетевом сервере .

При тестировании программного обеспечения разработчики программного обеспечения используют виртуализацию сети для тестирования разрабатываемого программного обеспечения в моделировании сетевых сред, в которых оно предназначено для работы. Виртуализация сети, являясь компонентом проектирования производительности приложений , позволяет разработчикам эмулировать соединения между приложениями, службами, зависимостями и конечными пользователями в тестовой среде без необходимости физического тестирования программного обеспечения на всех возможных аппаратных средствах или системном программном обеспечении. Валидность теста зависит от точности виртуализации сети при эмуляции реального оборудования и операционных систем .

Компоненты

Различные поставщики оборудования и программного обеспечения предлагают виртуализацию сети путем сочетания любого из следующих средств:

Сетевое оборудование, такое как коммутаторы и сетевые адаптеры , также известное как сетевые интерфейсные карты (NIC).
Сетевые элементы, такие как межсетевые экраны и балансировщики нагрузки.
Сети, такие как виртуальные локальные сети (VLAN), и контейнеры, такие как виртуальные машины (VM).
Сетевые устройства хранения данных
Сетевые элементы «машина-машина», такие как телекоммуникационные устройства.
Сетевые мобильные элементы, такие как ноутбуки, планшетные компьютеры и смартфоны.
Сетевые среды, такие как Ethernet и Fibre Channel.

Внешняя виртуализация

Виртуализация внешней сети объединяет или разделяет одну или несколько локальных сетей (LAN) на виртуальные сети для повышения эффективности большой сети или центра обработки данных. виртуальная локальная сеть (VLAN) и сетевой коммутатор Ключевыми компонентами являются . Используя эту технологию, системный администратор может настроить системы, физически подключенные к одной и той же локальной сети, в отдельные виртуальные сети. И наоборот, администратор может объединить системы в отдельных локальных сетях (LAN) в одну VLAN, охватывающую сегменты большой сети.

Предполагается, что виртуализация внешней сети будет размещена в середине сетевого стека и поможет интегрировать различные архитектуры, предлагаемые для сетей следующего поколения. ^{[ 1 ]}

Внутренняя виртуализация

Виртуализация внутренней сети настраивает единую систему с программными контейнерами , такими как Xen программы управления гипервизором , или псевдоинтерфейсами, такими как VNIC , для эмуляции физической сети с помощью программного обеспечения. Это может повысить эффективность отдельной системы за счет изоляции приложений в отдельных контейнерах или псевдоинтерфейсах. ^{[ 2 ]}

Примеры

Citrix и Vyatta создали стек протоколов Citrix Netscaler виртуальной сети, сочетающий в себе функции маршрутизации, брандмауэра и VPN Vyatta с балансировщиком нагрузки (WAN) повторителя филиалов , оптимизацией глобальной сети и VPN уровня защищенных сокетов .

Виртуализация сети OpenSolaris обеспечивает так называемую «сеть в коробке» (см. Виртуализация сети OpenSolaris и управление ресурсами ).

Microsoft Virtual Server использует виртуальные машины для создания «коробочной сети» для x86 систем . Эти контейнеры могут работать под управлением различных операционных систем, таких как Microsoft Windows или Linux , либо связанных с конкретным контроллером сетевого интерфейса (NIC), либо независимо от него.

Использование в тестировании

Виртуализация сети может использоваться при разработке и тестировании приложений для имитации реального аппаратного и системного программного обеспечения. При проектировании производительности приложений виртуализация сети позволяет эмулировать соединения между приложениями, службами, зависимостями и конечными пользователями для тестирования программного обеспечения.

Виртуализация беспроводной сети

Виртуализация беспроводной сети может иметь очень широкую сферу применения: от совместного использования спектра, виртуализации инфраструктуры до виртуализации радиоинтерфейса. Подобно виртуализации проводной сети, при которой физическая инфраструктура, принадлежащая одному или нескольким провайдерам, может совместно использоваться несколькими поставщиками услуг, виртуализация беспроводной сети требует абстрагирования физической беспроводной инфраструктуры и радиоресурсов и их изоляции от ряда виртуальных ресурсов, которые затем можно предлагаться различным поставщикам услуг. Другими словами, виртуализацию, независимо от того, проводные или беспроводные сети, можно рассматривать как процесс разделения всей сетевой системы. Однако отличительные свойства беспроводной среды, такие как изменяющиеся во времени каналы, затухание, мобильность, вещание и т. д., усложняют проблему. Кроме того, виртуализация беспроводной сети зависит от конкретных технологий доступа, а беспроводная сеть содержит гораздо больше технологий доступа по сравнению с виртуализацией проводной сети, и каждая технология доступа имеет свои особые характеристики, что затрудняет достижение конвергенции, совместного использования и абстракции. Таким образом, было бы неточно рассматривать виртуализацию беспроводной сети как подмножество виртуализации сети. ^{[ 3 ]}

Производительность

До сетей со скоростью 1 Гбит/с виртуализация сети не страдала от накладных расходов на уровнях программного обеспечения или уровнях гипервизора, обеспечивающих межсоединения. С появлением высокой пропускной способности (10 Гбит/с и выше) скорость передачи пакетов превышает возможности обработки сетевых стеков. ^{[ нужна ссылка ]} Чтобы продолжать предлагать обработку с высокой пропускной способностью, некоторые комбинации программных и аппаратных помощников развертываются в так называемой «сети в коробке», связанной либо с аппаратно-зависимым контроллером сетевого интерфейса (NIC), использующим SRIOV расширения гипервизора , либо с любым использование технологии быстрого пути между сетевым адаптером и полезной нагрузкой (виртуальными машинами или контейнерами).

Например, в случае Openstack сеть обеспечивается Neutron, который использует многие функции ядра Linux для работы в сети: iptables, iproute2, мост L2, маршрутизацию L3 или OVS. Поскольку ядро Linux не может поддерживать скорость передачи пакетов 10G. ^{[ нужна ссылка ]}, то какие-то обходные технологии для быстрого пути используются . Основные технологии обхода либо основаны на ограниченном наборе функций, таких как Open vSwitch (OVS) с DPDK реализацией пользовательского пространства , либо на полной функции и разгрузке обработки Linux, например 6WIND виртуальном ускорителе .

См. также

Ссылки

^ П. Мартинес-Джулия, А. Ф. Скармета, А. Галис. «На пути к архитектуре виртуализации безопасной сети для будущего Интернета», Future Internet Assembly, 2013 г., дои : 10.1007/978-3-642-38082-2_12 .
^ А. Галис, С. Клейман, А. Фишер, А. Палер, Ю. Аль-Хазми, Х. Де Меер, А. Шениур, О. Морнард, Дж. Патрик Гелас и Л. Лефевр и др. «Будущие платформы управления Интернетом для виртуализации сети и сервисных облаков» — ServiceWave 2010, декабрь 2010 г., http://servicewave.eu/2010/joint-demonstration-evening/ . Архивировано 31 июля 2014 г. в Wayback Machine и в книге «Towards A». Интернет на основе услуг» Конспекты лекций по информатике, 2010 г., том 6481/2010, 235-237, дои : 10.1007/978-3-642-17694-4_39
^ Лян, К.; Ю, Франция (2015). «Виртуализация беспроводной сети: обзор, некоторые исследовательские вопросы и проблемы». Обзоры и учебные пособия IEEE по коммуникациям . 17 (1): 358–380. дои : 10.1109/COMST.2014.2352118 . S2CID 14838118 .

Виктор Морено и Кумар Редди (2006). Виртуализация сети . Индианаполис: Cisco Press.

Дальнейшее чтение

Эспозито, Флавио; Матта, Ибрагим; Ишакян, Ватче (2011). «Решения по внедрению фрагментов для архитектур распределенных сервисов» (PDF) . Обзоры вычислительной техники ACM . 46 (1): 1–29. CiteSeerX 10.1.1.300.4425 . дои : 10.1145/2522968.2522974 . S2CID 2307120 . Проверено 5 декабря 2017 г.
Чоудхури, Н.М. Мошараф Кабир; Бутаба, Рауф (2010). «Обзор сетевой виртуализации». Компьютерные сети . 54 (5): 862–876. дои : 10.1016/j.comnet.2009.10.017 . ISSN 1389-1286 .
Берл, Андреас; Фишер, Андреас; де Меер, Герман (2009). «Использование системной виртуализации для создания виртуализированных сетей». Электронные коммуникации EASST . 17 : 1–12. ISSN 1863-2122 .
Фишер, Андреас; Ботеро, Хуан Фелипе; Бек, Майкл Тилл; де Меер, Герман; Хессельбах, Ксавье (2013). «Внедрение виртуальных сетей: обзор». Опросы и учебные пособия IEEE по коммуникациям . 15 (4): 1–19. дои : 10.1109/SURV.2013.013013.00155 . ISSN 1553-877X . S2CID 206584013 .

Внешние ссылки

NetworkVirtualization.com | Новости получены 3 июня 2008 г.
Учебное пособие по RAD VPLS
Типы VPN
Концепции виртуальных сетей VMware получены 26 октября 2008 г.
Сетевые функции Виртуализация (NFV) Преимущества

[1] П. Мартинес-Джулия, А. Ф. Скармета, А. Галис. «На пути к архитектуре виртуализации безопасной сети для будущего Интернета», Future Internet Assembly, 2013 г., дои : 10.1007/978-3-642-38082-2_12 .

[2] А. Галис, С. Клейман, А. Фишер, А. Палер, Ю. Аль-Хазми, Х. Де Меер, А. Шениур, О. Морнард, Дж. Патрик Гелас и Л. Лефевр и др. «Будущие платформы управления Интернетом для виртуализации сети и сервисных облаков» — ServiceWave 2010, декабрь 2010 г., http://servicewave.eu/2010/joint-demonstration-evening/ . Архивировано 31 июля 2014 г. в Wayback Machine и в книге «Towards A». Интернет на основе услуг» Конспекты лекций по информатике, 2010 г., том 6481/2010, 235-237, дои : 10.1007/978-3-642-17694-4_39

[3] Лян, К.; Ю, Франция (2015). «Виртуализация беспроводной сети: обзор, некоторые исследовательские вопросы и проблемы». Обзоры и учебные пособия IEEE по коммуникациям . 17 (1): 358–380. дои : 10.1109/COMST.2014.2352118 . S2CID 14838118 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]