Overlay技术介绍

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0102网络虚拟化的发展Overlay基本概念与分类目录03VXLAN技术基础3www.
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数据中心虚拟化起源所谓虚拟化,本身就是一个广义的通用术语,保罗万象.
虚拟化是一种资源管理技术,本质是从物理到逻辑的映射,是物理资源的复用或融合.

特点:仿真、透明实现风格:模拟、伪装起源:1960s分时共享20011970s1980s1990s1950s19981999200320042005200620072008200920102014虚拟内存虚拟机VLANRAID以太网通道VTL虚拟路由转发X86虚拟化DataCoreESXiVXLANXENVmotion虚拟SAN微软虚拟服务器InvistaSAN卷控制器MetroCluster弹性计算云KVM虚拟交换系统FCoEHyper-VVDSvSpherevSwitchOpenFlow4www.
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虚拟化技术分类虚拟化技术按实现方法,可以分类为:池化、抽象、分区.
按照技术领域来划分,可以分为:网络、存储、服务器(计算)虚拟化,其中计算虚拟化是虚拟化技术发展最重要的催化剂.
网络虚拟化存储虚拟化服务器虚拟化阵列虚拟化大型机虚拟化FCOE虚拟内存vSwitchUCSVLANTRILLSPBVXLANNVGREVPLSLUNRAID虚拟磁带库x86虚拟化时分共享5www.
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计算虚拟化业务的发展计算虚拟化业务经历了由单一到多元、分散到统一、由集中到分布,由局限于设备的虚拟化到整体数据中心云化,最后再由云服务各行各业的过程.

云计算的出现极大推动了计算虚拟化技术的提升,也促进了其他虚拟化技术的发展.
1959年6月,Chirstopher首次提出计算虚拟化概念.
1965年,IBM发布首款操作系统虚拟化技术1974年,Popek和Goldberg正式定义虚拟机.
1998年,Vmware将虚拟化技术引入x86架构.
1999年,第一个商业化IaaS平台LoudCloud出现.
2000年,SaaS兴起.
2004年,Google发布MapReduce论文,大数据基石Hadoop出现.
2005年,亚马逊推出AWS,公有云业务进入蓬勃发展.
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计算虚拟化面临的挑战随着计算虚拟化发展,DC内大量部署的虚拟机提供云服务.
部署虚拟机需要在网络中无限制地迁移,虚拟机数量和增长速度也远超物理服务器,给计算虚拟化带来了新的挑战.
虚拟机迁移范围受到网络架构限制迁移的不中断性限制了网络是二层传统的STP等部署繁琐,配置复杂,并且网络规模不能过大,限制了虚拟化的网络扩展性各厂家私有的设备级虚拟化技术(如IRF)虽然可以简化拓扑,单只能一般适合于数据中心内部网络7www.
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计算虚拟化面临的挑战虚拟机规模受网络规格限制在二层网络环境下,MAC地址表成为决定了云计算环境下虚拟机的规模上限的瓶颈,限制了整个云计算数据中心的虚拟机数量.
虚拟化业务的网络隔离/分离能力限制VLAN数量在标准定义中只有12个比特单位,即可用的数量为4K,这样的数量级对于公有云或大型虚拟化云计算应用而言微不足道8www.
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网络虚拟化技术概述什么是网络虚拟机化:可以构建出虚拟的网络链路或网络节点的技术,无论是二层的、大二层的、三层的,还是多虚一、一虚多,都属于网络虚拟化技术.
网络虚拟化的分层:数据平面、控制平面、管理平面网络虚拟化的优点:可扩展性、灵活性、安全性、构建逻辑分区网络虚拟化从来不是单独发展的,而是和服务器虚拟化、存储虚拟化并列发展的,为解决计算虚拟化面临的挑战,发展出了多种新的网络虚拟化技术,网络虚拟化进入高速发展期.
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网络虚拟化技术的发展计算虚拟化面临的挑战,要求网络虚拟化能够以较低成本提供一个拥有充足隔离能力的透明大二层网络.
STP:部署繁琐,无法构建跨三层的二层网络,规模有限IRF:简化网络拓扑,强制要求拓扑,只能用于数据中心内部EVB:包括VEB、VEPA等部分,只能解决虚拟机网络接入的问题.
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1Qbh:需要专门芯片支持,厂商限制严重,也只能解决接入层.
Trill:引入了L2ISIS做为寻址协议,在内外层Ethernet报头之间引入了TRILL报头,使用NickName作为转发标识,用于报文在TRILL网络中的寻址转发,MACinMAC,落地情况一般,收敛慢,缺乏运维经验.
SPB:同样使用L2ISIS做为寻址协议,MACinMAC,负载均衡需要预配置,缺乏运维经验.
需要一种新的网络虚拟化技术来满足计算虚拟化告诉发展带来的需求.

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0102网络虚拟化Overlay基本概念与分类目录03VXLAN技术基础11www.
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Overlay技术的出现Overlay在网络技术领域,是一种网络架构上叠加的虚拟化技术模式,其大体框架是对基础网络不进行大规模修改的条件下,实现应用在网络上的承载,并能与其它网络业务分离,并且以基于IP的基础网络技术为主.
Overlay网络是指建立在已有网络上的虚拟网,逻辑节点和逻辑链路构成了Overlay网络.
Overlay网络是具有独立的控制和转发平面,对于连接在Overlay边缘设备之外的终端系统来说,物理网络是透明的.
Overlay网络的出现是为了实现已有网络所不能提供的功能和服务Overlay网络是物理网络向云和虚拟化的深度延伸,使云资源池化能力可以摆脱物理网络的重重限制,是实现云网融合的关键.
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Overlay技术基本概念Overlay网络物理承载网络主机主机Overlay边缘设备Overlay边缘设备Overlay控制平面承载网络控制平面数据平面Payload封装Overlay控制平面服务发现地址通告和映射隧道管理Overlay边缘设备Overlay数据报文的封装/解封装节点,决定了Overlay网络的规模Overlay数据平面提供数据封装,基于承载网络传输13www.
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Overlay技术解决的问题针对虚机迁移范围受到网络架构限制的解决方式Overlay把二层报文封装在IP报文之上,因此,只要网络支持IP路由可达就可以部署Overlay网络,而IP路由网络本身已经非常成熟,且在网络结构上没有特殊要求.
而且路由网络本身具备良好的扩展能力,很强的故障自愈能力和负载均衡能力.

针对虚机规模受网络规格限制的解决方式虚拟机数据封装在IP数据包中后,对网络只表现为封装后的网络参数,即隧道端点的地址,因此,对于承载网络(特别是接入交换机),MAC地址规格需求极大降低.