网络虚拟化

jinquanchen

1、随着信息通信技术的不断发展，全球范围内的互联网己经成为各个国家以及全世界的最重要基础设施之一，人们学习、工作甚至连日常的生活都已经离不开互联网，现今的互联网不仅融合全球各种各样的路由器、交换机、传输设备等硬件设备，更安装了从操作系统到应用软件的种类繁多的软件，众多的网络服务提供商在互联网上提供了丰富的应用服务，全球的互联网用户每时每刻都在享受互联网的便利，它已经在我们的生活中不可或缺。

互联网的巨大规模和以及它的深远影响已经远远超过了最初设计它的时候的预想，并且随着技术的不断进步、人们的应用需求的空间的不断深入发展以及人们对应用的需求也不断地升级，互联网迫切需要不断的发展。互联网本身的进一步发展演进越来越引起全球业界和使用者的关注。

但是，也正是由于互联网软硬件的复杂性、多样性，服务提供商的众多性，用户的广泛性，使得互联网的改造异常困难，甚至达到了一种荒谬的地步。要想对网络进行调整，就必须对硬件进行重新的部署；并且现在的互联网服务是由多家服务商提供的各种各样的服务，它们各成体系，如果现在想让大家采用同一种架构体系，这种协商将是非常艰巨，几乎是不可能的。另外，现在的互联网对网络移动性的支持也是非常欠缺的，网络安全机制的有效性有待提高。所有这些，使得现在的互联网发展进入了一个僵化的局面，一方面网络需要发展以提供更多的、更新的、更丰富多彩的安全可靠而又方便的业务，另一方面，网络的改进，无论从硬件还是从软件上，还是从网络架构上，都牵一发而动全身，困难重重，矛盾重重，难以进行。

针对互联网的改造转向了另一种解决方案，就是所谓的网络虚拟化，也就是在保留现有的互联网基础框架的基本条件下，在其上搭建虚拟网络VN（virtual network虚拟网络）,来实现多种多样差异化应用的需求。其实质就是屏蔽互联网底层的物理基础设施网络SN（substrate network底层网络），对网络设备虚拟化，具体的措施就是加强物理网络设备的功能，使其能够支持更多的应用，增加可扩展性，从而可以实现多个虚拟的网络设备可以加载到同一个实体的网络设备。进一步可以对底层物理网络进行抽象化处理，使得它们具有不依赖于物理基础设施的逻辑特征，通过这样的逻辑设备，从而拥有一致的对外的接口，这样不同的VN通过进行软件编程的方法，通过不同的算法实现就能映射到底层网络SN，也就完成了在一个物理网络上复用多个虚拟逻辑网络设想。

2、网络虚拟化的架构

物理基础设施网和虚拟网络层构成了网络虚拟化的基本架构。物理基础设施网络SN由物理节点和物理链路组成，常见的物理节点主要包括服务器、路由交换设备、数据处理中心等，而主要的物理链路则由传输设备以及光纤、电缆、双绞线等传输线路组成。通过物理节点与传输线路的互相连接，协同工作，就构成了各种各样的底层物理网络。而虚拟网络则是由不同的虚拟服务提供商SP（Service Provider服务提供商）根据不同的虚拟请求，确定不同的虚拟节点以及它们之间相互连接的虚拟链路而构成，这样就形成了许多不同的结构的VN，而虚拟网络的运行必须通过底层SN来实现。

虚拟化网络架构如图1所示。

图1  虚拟化网络架构

网络虚拟化技术打破了传统的集网络运营与服务提供为一体的互联网服务模式，将网络划分为网络服务提供商和经营基础网络的网络设施提供商。基础设施提供商主要关注基础网络的建设，保证网络的物理畅通。而网络服务提供商，则主要关注发展更多的用户，提供更加多样化的、个性化的服务。这样更细致的分工，不同的角色各司其职，新的技术、新的业务就能更快得到应用，同时网络的服务质量也就更能得到保证，网络的建设成本也能得到进一步降低。