计算机网络作为我们通常想象它涉及各种电缆(以太网、光纤、同轴)连接到路由器和交换机等设备,直接数据包他们需要去的地方。
wi - fi的崛起和蜂窝数据网络已经取代了一些电线和无线信号,但即使是无线电波在物理领域,他们连接到基站或wi - fi接入点。
在七层OSI网络参考模型,所有的网络设备、处理和通信占据最低三层:3级(网络)、二级(数据链接),一级(物理层)。
在虚拟网络中,所有的活动发生在软件。
虚拟网络可能存在完全在一个物理机器——一个服务器。或者他们可能构成一个抽象层的物理网络上运行,其配置和地形可能相当不同的虚拟网络。
建立一个虚拟的网络是一个复杂的任务,但是带来的好处是巨大的:网络可以简单地通过改变一个文件,而不是通过艰苦的体力劳动,通过管道系统可能包括爬行。
虚拟网络是如何工作的呢?
了解虚拟网络是如何工作的,让我们先从一个相关的和更熟悉的概念:一个虚拟机。我们大多数人都熟悉虚拟机,可以在同一台物理机器上运行多个应用程序实例。
这些vm真的不“知道”,他们是虚拟的;所有系统调用和其他通信与底层硬件,他们通常会由一个软件层称为拦截管理程序。hypervisor虚报的请求在同一台机器上运行多个虚拟机最有效利用底层硬件资源。
一个VM,甚至可以翻译跨硬件平台的指令,这样一个VM可以,例如,x86机器上运行,尽管它的ARM处理器设计。hypervisor可以返回结果VM期望获得的硬件。
虚拟网络是基于同样的原则。软件配置为模拟一个网络管理员所需的特定的地形。与虚拟机、虚拟网络能做它的魔力,因为操作系统和应用程序与它交流不知道(或医疗)是否在真正的开关或一个虚拟交换机(vSwitch)。
他们只是发送数据包标记某些网络路由信息在他们的头和期望得到类似的包。因为这样的交流是标准化的,很容易构建软件能仿真物理网卡,开关,或路由器会表现,确实等工具Open vSwitch可以运行在一个虚拟机监控程序或作为物理网络硬件控制堆栈。
一旦程序这些数据包,它必须找出如何将其发送到目的地,就像物理网络硬件。所不同的是,虚拟机监控程序必须翻译软件定义虚拟业务开展一个信息,我们的电脑附加”认为,“这是要去做的事情实际底层物理环境的信息。
电脑可能会认为它是发送一个数据包到另一台计算机在同一局域网,但实际上两台机器可能是在不同的各国或是可能是两个相同的服务器上运行的虚拟机。
hypervisor会解决这个问题通过封闭包在另一个包有不同的路由信息的标题,然后将数据包到物理网络基础设施。一旦数据包到达目的地,外部包剥离;系统接收到数据包将会认为它是通过虚拟网络而来,而不是实际的物理网络,它遍历。
不用说,实现一个虚拟网络需要相当多的工作和聪明才智。为什么经过麻烦的?的描述不同类型的虚拟网络将提供一个真实场景的感觉他们是有用的。
类型的虚拟网络
一个重要的区别在于内部和外部虚拟网络。内部虚拟网络是用于连接多个vm运行在同一台服务器上。在这种情况下,虚拟机监控程序不需要封装网络数据包并发送他们在一个真正的网络;只是找出这VM他们准备并交付他们。
似乎奇怪的使用计算机之间通信协议开发,沟通两个进程运行在相同的物理硬件。但是记住,虚拟化的好处之一是,您可以运行多个开箱即用的操作系统完全独立和自给自足的过程在同一台服务器上。
使用标准的网络数据包和协议为此,连同相关的安全基础设施,意味着这些虚拟机无需修改就可以运行和相互通信。
外部的虚拟网络,另一方面,涉及到不同的物理计算机(或虚拟机和物理机)。在这种情况下,传统物理机连接的网络设备(包括在开放的互联网连接),但是,网络管理员将创建一个虚拟网络拓扑不同的底层物理。
有三个类别的虚拟网络,可能是内部或外部:
- 一个虚拟私人网络(VPN)是最简单的形式的虚拟网络。最常见的场景由一台计算机在开放的互联网连接到本地公司网络。从计算机的角度与其他计算机,计算机局域网一旦的一部分VPN,即使它是远程的。
- 一个虚拟局域网(VLAN)更复杂:它包括几乎整个局域网的定义。VLAN可以由单个物理局域网划分成多个VLAN,物理上独立的局域网或结合成一个单一的VLAN。
- 一个虚拟扩展局域网(VXLAN)是经由版本的VLAN,它允许大型局域网分为很多不同的vlan,也更易于迁移虚拟机而不中断服务,两者都是云基础设施的关键。
虚拟网络的优势和好处
虚拟网络是绝对必要的,当你运行多个虚拟机在同一硬件云计算中常见的场景。创建vlan和VXLANs在现有的物理网络,与此同时,允许管理员快速重组网络来满足他们的需求,通常,在的时代基础设施代码自动进行。这将是困难的或不可能通过手动重建物理网络。
虚拟网络的优势包括:
- 减少成本和维护涉及到物理网络硬件。
- 简化网络管理通过集中和自动化控制。
- 提供更灵活和细粒度网络配置选项。
这些好处都有助于提高生产力和降低行政成本,这是虚拟网络的一个重要原因是存在。
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