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【摘要】：自从2006年Google首席执行官埃里克·施密特（EricSchmidt）首次提出云计算的概念，大规模的服务器开始互联起来共同提供便捷、按需的网络访问，而这一切的基础技术又包括了虚拟机技术，数据存储技术，数据管理技术，分布式编程与计算等，其中，虚拟机技术是云计算的基本支撑，本文首先给出云计算的概念及其应用，然后从网络虚拟化在云计算中的作用做出研究
【关键词】：云计算；网络虚拟化
1、云计算
云计算是基于互联网的相关服务的增加、使用和交互模式，通常涉及通过互联网来提供动态易扩展且经常是虚拟化的资源。云计算如今已广泛应用于云物联，云安全，云存储，云游戏等多个方面。云计算已成为继1980年代大型计算机到客户端-服务器的大转变之后的又一种巨变。
2、虚拟化技术
虚拟机技术是云计算底层架构的重要基石，在服务器虚拟化中，虚拟化软件需要实现对硬件的抽象，资源的分配，调度和管理，虚拟机与宿主操作系统及多个虚拟机间的隔离等功能，虚拟机的快速部署与便捷的系统管理、资源利用率的提高极大地推动了云计算的发展[3]。虚拟网络允许不同需求的用户组访问同一个物理网络，但从逻辑上对它们进行一定程度的隔离，以确保安全。凭借网络虚拟化技术，能在单一物理基础设施上部署多个封闭用户组，并在整个网络中保持高标准的安全性、可扩展性、可管理性和可用性。通过网络虚拟化课实现弹性、安全、自适应、易管理的基础网络，充分满足服务器虚拟化等虚拟技术对基础网络带来的挑战，达到提高数据中心的运行速率、业务部署灵活、降低能耗、释放机架空间的目的。虚拟化技术是将各种计算和存储资源充分整合和高效利用的关键技术，它能够形成低成本、高可用、高安全、高扩展性及由弹性的资源池来服务于各种云计算平台的需求。虛拟化技术又可分为存储虚拟化、网络虚拟化2个方面。
2.1存储虚拟化
随着大数据时代的到来，数据量的存储需求迅速增长，存储技术得到更多的关注，存储管路技术得到飞速发展，然而，存储设备的差异性，使高效管理这些设备面临诸多的困难。对存储管理来说。虚拟化是一种具有广阔前景的解决方案。存储虚拟化技术解决了存储设备管理效率的问题，不同类型的存储资源整合问题，异构存储系统的兼容性、扩展性、可靠性、容错等问题。存储虚拟化技术是计算机虚拟化技术的重要结构，他的思想是将资源的逻辑映像与物理存储分开，为系统和管理员提供一副简化、无缝的资源虚拟视图。存储虚拟化在3个层次上实现，分别是：基于主机的虚拟化基于存储设备的虚拟化、基于网络的虚拟化。
（1）基于主机的存储虚拟化
基于主机的存储虚拟化一般由操作系统下的逻辑卷管理软件完成，不同操作系统的逻辑卷管理软件也不同。这种实现方式使服务器的存储空间可以跨越多个异构的磁盘阵列，常用于在不同磁盘阵列之间做数据镜像保护。但它也有缺点，第一：占用主机资源，降低应用性能；第二：存在操作系统和应用的兼容性问题；第三：导致主机升级、维护和扩展非常复杂，而且容易造成系统不稳定；第四：需要复杂的数据迁移过程，会影响业务连续性。
（2）基于存储设备的存储虚拟化
基于存储设备的存储虚拟化是在存储控制器添加虚拟化功能，它的目的是面向用户的应用进行优化，可以把用户不同的存储系统融合成单一的平台，解决数据管理难题，并通过分级存储实现信息的生命周期管理，从而进一步优化应用环境。这种技术主要用在同一存储设备内部，进行数据保护和迁移。它的优势与主机无关，不占用主机资源，数据管理功能丰富。
（3）基于网络的存储虚拟化
基于网络的存储虚拟化是通过存储区域网中添加虚拟化引擎实现的。主要用于异构存储系统的整合和统一数据管理。
2.2网络虚拟化
网络虚拟化是一个过程，同时也是一系列技术的统称。网络虚拟化将各种异构网络互通起来，提供了一种灵活的、安全的、高效的、便于管理的网络构架。基于网络虚拟化技术，相关物理网络资源被抽象、逻辑划分和组合，并在此基础上被调度和管理。作为一种解决多元化业务发展、网络运营及社会需求可持续发展的方案，网络虚拟化正在不断地发展进步。
传统的网络虚拟化技术一般指虚拟专用网络（VPN）。VPN对网络连接的概念进行了抽象，允许远程用户访问组织的内部环境，就像物理上连接到该网络一样。网络虚拟化可以帮助保护IT环境，防止来自Internet的威胁，同时使用户能够快速安全的访问应用程序和数据。近些年随着云计算和服务器及存储虚拟化的发展，对网络设备和网络转发资源的虚拟化也有了新的概念，关键技术为[9]
1）网络设备虚拟化——一个单独的数据中心一般通过L2/L3网络组成。数据中心的互联也需要通过二三层交换机完成。所有的网络组件包括：网卡、L2交换机、L3交换机。数据中心的网络数据起始于主机的网卡。网卡连接到二层接入交换机，再到汇聚/核心交换机，接入到L3网络。网络设备的虚拟化技术，正是在这些组件中分别逐步开发的。
（1）横向堆叠技术
横向堆叠技术，一般是指把多个同种类型的设备，通过特定的链路连接起来，从逻辑上作为一个设备使用。这样的设计可以使网络设备的管路/配置更加简单。另外，堆叠设备的链路聚合技术，可以替代STP等环网技术，简化了网络构架。
横向堆叠的网络构架的优势：
1：配置管理简化-使用虚拟化技术后，多个成员设备逻辑上成为一个设备，管理更为简单。
2：环路避免-虚拟化技术使多个设备逻辑上成为了一台设备，避免了逻辑的环路出现。
3：高可靠性-堆叠系统中的物理设备通过协议实现互为备份。在一个成员物理设备发生故障时，由于采用了跨框聚合技术。加快了L2/L3转发流量收敛，快速实现业务的恢复。
（2）纵向堆叠技术
纵向堆叠技术，并不是对于相同角色的设备进行堆叠，而是对于逻辑上处于不同位置的设备进行堆叠，比如对于核心层设备和接入层的设备进行堆叠等。
纵向堆叠技术的特点：
1：多级HA高可靠性-第一级是服务器跨PE冗杂接入。第二级使得PE能够跨板聚合接入CB，实现了网络冗杂商务多级可靠性。
2：可扩展性-可扩展性包括CB（控制设备）的可扩展性和PE（纵向扩展设备）的可扩展性。CB的可扩展性是指CB通过横向堆叠的方式扩展；PE的可扩展性是指PE可以通过需要接入纵向堆叠系统。
3：用户投资保护
2）网络转发资源的虚拟化—通过单一的、高可靠的万兆以太网来统一承载数据和存储等流量，融合多种不同类型的业务流量。为了实现这种融合，可以同时区分以太网流量和存储流量并且采用不同的处理方式来处理这两种流量。这种融合可使数据中心网络高度统一化、核心化。
结束语
虚拟化技术是当今企业热门技术之一，通过将基础架构资源池化并打破一个应用一台物理机的藩篱，虚拟化大幅提升了资源利用率。通过减少额外硬件的采购，企业可以获得大幅成本节约通过将操作系统和应用从服务器硬件设备隔离开，病毒与其他安全威胁无法感染其他应用。通过将物理服务器整合后，可以在服务器、相关的硬件设备、能源成本、冷却成本以及占地空间方面节约大量IT投入成本，还有大量的IT人力成本。
【关键词】：云计算；网络虚拟化
1、云计算
云计算是基于互联网的相关服务的增加、使用和交互模式，通常涉及通过互联网来提供动态易扩展且经常是虚拟化的资源。云计算如今已广泛应用于云物联，云安全，云存储，云游戏等多个方面。云计算已成为继1980年代大型计算机到客户端-服务器的大转变之后的又一种巨变。
2、虚拟化技术
虚拟机技术是云计算底层架构的重要基石，在服务器虚拟化中，虚拟化软件需要实现对硬件的抽象，资源的分配，调度和管理，虚拟机与宿主操作系统及多个虚拟机间的隔离等功能，虚拟机的快速部署与便捷的系统管理、资源利用率的提高极大地推动了云计算的发展[3]。虚拟网络允许不同需求的用户组访问同一个物理网络，但从逻辑上对它们进行一定程度的隔离，以确保安全。凭借网络虚拟化技术，能在单一物理基础设施上部署多个封闭用户组，并在整个网络中保持高标准的安全性、可扩展性、可管理性和可用性。通过网络虚拟化课实现弹性、安全、自适应、易管理的基础网络，充分满足服务器虚拟化等虚拟技术对基础网络带来的挑战，达到提高数据中心的运行速率、业务部署灵活、降低能耗、释放机架空间的目的。虚拟化技术是将各种计算和存储资源充分整合和高效利用的关键技术，它能够形成低成本、高可用、高安全、高扩展性及由弹性的资源池来服务于各种云计算平台的需求。虛拟化技术又可分为存储虚拟化、网络虚拟化2个方面。
2.1存储虚拟化
随着大数据时代的到来，数据量的存储需求迅速增长，存储技术得到更多的关注，存储管路技术得到飞速发展，然而，存储设备的差异性，使高效管理这些设备面临诸多的困难。对存储管理来说。虚拟化是一种具有广阔前景的解决方案。存储虚拟化技术解决了存储设备管理效率的问题，不同类型的存储资源整合问题，异构存储系统的兼容性、扩展性、可靠性、容错等问题。存储虚拟化技术是计算机虚拟化技术的重要结构，他的思想是将资源的逻辑映像与物理存储分开，为系统和管理员提供一副简化、无缝的资源虚拟视图。存储虚拟化在3个层次上实现，分别是：基于主机的虚拟化基于存储设备的虚拟化、基于网络的虚拟化。
（1）基于主机的存储虚拟化
基于主机的存储虚拟化一般由操作系统下的逻辑卷管理软件完成，不同操作系统的逻辑卷管理软件也不同。这种实现方式使服务器的存储空间可以跨越多个异构的磁盘阵列，常用于在不同磁盘阵列之间做数据镜像保护。但它也有缺点，第一：占用主机资源，降低应用性能；第二：存在操作系统和应用的兼容性问题；第三：导致主机升级、维护和扩展非常复杂，而且容易造成系统不稳定；第四：需要复杂的数据迁移过程，会影响业务连续性。
（2）基于存储设备的存储虚拟化
基于存储设备的存储虚拟化是在存储控制器添加虚拟化功能，它的目的是面向用户的应用进行优化，可以把用户不同的存储系统融合成单一的平台，解决数据管理难题，并通过分级存储实现信息的生命周期管理，从而进一步优化应用环境。这种技术主要用在同一存储设备内部，进行数据保护和迁移。它的优势与主机无关，不占用主机资源，数据管理功能丰富。
（3）基于网络的存储虚拟化
基于网络的存储虚拟化是通过存储区域网中添加虚拟化引擎实现的。主要用于异构存储系统的整合和统一数据管理。
2.2网络虚拟化
网络虚拟化是一个过程，同时也是一系列技术的统称。网络虚拟化将各种异构网络互通起来，提供了一种灵活的、安全的、高效的、便于管理的网络构架。基于网络虚拟化技术，相关物理网络资源被抽象、逻辑划分和组合，并在此基础上被调度和管理。作为一种解决多元化业务发展、网络运营及社会需求可持续发展的方案，网络虚拟化正在不断地发展进步。
传统的网络虚拟化技术一般指虚拟专用网络（VPN）。VPN对网络连接的概念进行了抽象，允许远程用户访问组织的内部环境，就像物理上连接到该网络一样。网络虚拟化可以帮助保护IT环境，防止来自Internet的威胁，同时使用户能够快速安全的访问应用程序和数据。近些年随着云计算和服务器及存储虚拟化的发展，对网络设备和网络转发资源的虚拟化也有了新的概念，关键技术为[9]
1）网络设备虚拟化——一个单独的数据中心一般通过L2/L3网络组成。数据中心的互联也需要通过二三层交换机完成。所有的网络组件包括：网卡、L2交换机、L3交换机。数据中心的网络数据起始于主机的网卡。网卡连接到二层接入交换机，再到汇聚/核心交换机，接入到L3网络。网络设备的虚拟化技术，正是在这些组件中分别逐步开发的。
（1）横向堆叠技术
横向堆叠技术，一般是指把多个同种类型的设备，通过特定的链路连接起来，从逻辑上作为一个设备使用。这样的设计可以使网络设备的管路/配置更加简单。另外，堆叠设备的链路聚合技术，可以替代STP等环网技术，简化了网络构架。
横向堆叠的网络构架的优势：
1：配置管理简化-使用虚拟化技术后，多个成员设备逻辑上成为一个设备，管理更为简单。
2：环路避免-虚拟化技术使多个设备逻辑上成为了一台设备，避免了逻辑的环路出现。
3：高可靠性-堆叠系统中的物理设备通过协议实现互为备份。在一个成员物理设备发生故障时，由于采用了跨框聚合技术。加快了L2/L3转发流量收敛，快速实现业务的恢复。
（2）纵向堆叠技术
纵向堆叠技术，并不是对于相同角色的设备进行堆叠，而是对于逻辑上处于不同位置的设备进行堆叠，比如对于核心层设备和接入层的设备进行堆叠等。
纵向堆叠技术的特点：
1：多级HA高可靠性-第一级是服务器跨PE冗杂接入。第二级使得PE能够跨板聚合接入CB，实现了网络冗杂商务多级可靠性。
2：可扩展性-可扩展性包括CB（控制设备）的可扩展性和PE（纵向扩展设备）的可扩展性。CB的可扩展性是指CB通过横向堆叠的方式扩展；PE的可扩展性是指PE可以通过需要接入纵向堆叠系统。
3：用户投资保护
2）网络转发资源的虚拟化—通过单一的、高可靠的万兆以太网来统一承载数据和存储等流量，融合多种不同类型的业务流量。为了实现这种融合，可以同时区分以太网流量和存储流量并且采用不同的处理方式来处理这两种流量。这种融合可使数据中心网络高度统一化、核心化。
结束语
虚拟化技术是当今企业热门技术之一，通过将基础架构资源池化并打破一个应用一台物理机的藩篱，虚拟化大幅提升了资源利用率。通过减少额外硬件的采购，企业可以获得大幅成本节约通过将操作系统和应用从服务器硬件设备隔离开，病毒与其他安全威胁无法感染其他应用。通过将物理服务器整合后，可以在服务器、相关的硬件设备、能源成本、冷却成本以及占地空间方面节约大量IT投入成本，还有大量的IT人力成本。