“無招勝有招”聽起來非常虛無，卻是武俠世界第一高手獨孤求敗的成功秘訣。他從利劍無意、軟劍無常、重劍無鋒到木劍無滯、無劍無招，“四十歲后，不滯于物，草木竹石均可為劍。自此精修，漸進至無劍勝有劍之境。”

與練劍的境界相似，數(shù)據(jù)中心也正在經(jīng)歷從有形重劍到無劍無招轉(zhuǎn)變的過程。用戶把更多的注意力放在業(yè)務(wù)上，可以較少的關(guān)注這些業(yè)務(wù)運行在哪臺具體的設(shè)備上。帶來這一改變是正在進行的虛擬化進程。這個過程并非始于今日，但是，卻在最近迎來了大發(fā)展。

網(wǎng)絡(luò)虛擬化并不是一種全新的技術(shù)?，F(xiàn)在廣泛應(yīng)用在網(wǎng)絡(luò)的VLAN(Virtual Local Area Network，虛擬局域網(wǎng))和VRF(VPN Routing/Forwarding，虛擬路由與轉(zhuǎn)發(fā))都是虛擬化應(yīng)用在網(wǎng)絡(luò)的積極嘗試。VLAN是根據(jù)實際需求，把同一物理網(wǎng)絡(luò)的不同用戶邏輯地分成不同的域來傳輸和管理，最多可將網(wǎng)絡(luò)劃分為4094個廣播域。從而在控制流量、提高設(shè)備使用效率、簡化網(wǎng)絡(luò)管理以及提高網(wǎng)絡(luò)安全性方面得到更好的實現(xiàn)。

但是，傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)在現(xiàn)在大量使用服務(wù)器虛擬化之后，顯得捉襟見肘。多租戶環(huán)境下，每個租戶都需要多個VLAN，而VLAN數(shù)量是有限制的，其構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模非常有限。而通過附加技術(shù)擴展VLAN之后，會增加運營成本以及網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜程度，帶來隱患。

VRF是三層網(wǎng)絡(luò)虛擬化的一種，是VPN的一個實例。物理路由器支持多個虛擬路由實例，每個實例都運行自己的路由協(xié)議實例，維護自己的轉(zhuǎn)發(fā)表。

如果把這些傳統(tǒng)技術(shù)看作是虛擬化1.0版本的話，那么現(xiàn)在我們要談?wù)摰木褪翘摂M化2.0版本。當(dāng)我們重新面對網(wǎng)絡(luò)虛擬化這一概念的時候，發(fā)現(xiàn)這已經(jīng)是一個沒有定義邊界的話題。似乎網(wǎng)絡(luò)虛擬化是個筐，什么都可以往里裝。大二層的技術(shù)與之相近，SDN也與之有關(guān)，此外，F(xiàn)CoE也可以說是某種意義上的虛擬化，更不要說本來就有的VEPA等標準和vSwitch等應(yīng)用了。

網(wǎng)絡(luò)虛擬化是什么?“理論上來說，能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源動態(tài)調(diào)配、動態(tài)管理的技術(shù)都可以算做是網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)。” 戴爾公司大中華區(qū)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)總監(jiān)李海平總結(jié)說。如果分成步驟來看，“網(wǎng)絡(luò)虛擬化基本上分成二個部分。第一部分是網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)本身的虛擬化，比如原來單一的網(wǎng)絡(luò)可以虛擬化成多個網(wǎng)絡(luò);原來多個單一的網(wǎng)絡(luò)單元也可以虛擬成單一網(wǎng)絡(luò)。第二部分指的是網(wǎng)絡(luò)提供與虛擬化服務(wù)器、儲存等數(shù)據(jù)中心環(huán)境適配的特性，這些特性包含與虛擬機的互動、虛擬機的識別、新興數(shù)據(jù)中心技術(shù)如 SDN、VXLAN等的支持。” 博科公司高級技術(shù)顧問沈之千說。而H3C則把網(wǎng)絡(luò)虛擬化分為了虛擬設(shè)備、虛擬通道和虛擬服務(wù)三個層次。虛擬設(shè)備技術(shù)類似計算虛擬化中的虛擬機，經(jīng)常用到的N：1虛擬化和1：N的設(shè)備虛擬化就屬于這一層次。虛擬通道是指網(wǎng)絡(luò)從過去的靜態(tài)虛擬化實現(xiàn)動態(tài)虛擬化，邊緣的虛擬化就是眾多技術(shù)典型的一種。在此基礎(chǔ)之上，實現(xiàn)虛擬服務(wù)，虛擬服務(wù)面向應(yīng)用的對接。具體的部署當(dāng)中，在物理網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，運用虛擬設(shè)備和虛擬通道的技術(shù)，實現(xiàn)虛擬網(wǎng)絡(luò)資源池，這個資源池和虛擬計算和虛擬存儲的資源池是對等的架構(gòu)，這樣在構(gòu)建虛擬資源池之后，再通過與自動化技術(shù)的結(jié)合，就可以給不同的應(yīng)用分配動態(tài)虛擬通道。H3C解決方案部產(chǎn)品經(jīng)理陸毅把虛擬化的概念從數(shù)據(jù)中心進一步擴充到園區(qū)網(wǎng)和廣域網(wǎng)，他說：“網(wǎng)絡(luò)虛擬化在園區(qū)網(wǎng)的作用就是精確定位用戶，而在廣域網(wǎng)的作用主要是屏蔽不同鏈路。” 神州數(shù)碼網(wǎng)絡(luò)(DCN)數(shù)據(jù)中心交換機產(chǎn)品線總經(jīng)理陳翔把網(wǎng)絡(luò)虛擬化總結(jié)成四個方面，其一是物理網(wǎng)絡(luò)識別虛機更好的支持，識別虛機流量，可以實現(xiàn)更好的故障排除和QoS策略;其二是鏈路級別的虛擬化，比如FCoE;其三是設(shè)備的一虛多技術(shù);最后是物理網(wǎng)絡(luò)虛擬為多個邏輯網(wǎng)絡(luò)提供了多租戶的應(yīng)用需求。“我們認為第四點最重要，多租戶需求中要求每個租戶可以是一個SMB企業(yè)、或者個人用戶，他們有不同的帶寬需求，不同的安全策略需求，不同的VLAN劃分以及相互之間的隔離需求。”

網(wǎng)絡(luò)虛擬化會對網(wǎng)絡(luò)造成什么影響呢?陸毅說：“首先，是服務(wù)器虛擬化之后，為了解決服務(wù)器內(nèi)部虛擬機之間以及虛擬機和外部網(wǎng)絡(luò)之間通信的需求，引入了vSwitch，可以視為邊緣網(wǎng)絡(luò)向服務(wù)器內(nèi)部的延伸。但是vSwitch占用服務(wù)器性能、管理邊界不清晰，服務(wù)器內(nèi)部虛擬機之間的流量不能很好的監(jiān)控，都是vSwitch面臨的一些挑戰(zhàn)。針對這些問題，H3C的做法是把服務(wù)器內(nèi)部的流量引出到外部傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)來處理，這就是VEPA技術(shù)。通過VEPA把服務(wù)器內(nèi)部流量引出之后，傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)豐富的管理特性和硬件設(shè)備ASIC的高性能得以充分利用。網(wǎng)絡(luò)向服務(wù)器內(nèi)部延伸對于運營商目前來說，IDC業(yè)務(wù)可能會有一些影響。但是對網(wǎng)絡(luò)流量的精細調(diào)度一直是網(wǎng)絡(luò)演進的方向。用SDN的方式可以直接和上層應(yīng)用系統(tǒng)接口，這樣的實現(xiàn)方式可以更貼近應(yīng)用的需求。”

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那些網(wǎng)絡(luò)虛擬化2.0的技術(shù)

在網(wǎng)絡(luò)虛擬化2.0技術(shù)中，不得不提到的技術(shù)有VXLAN、NVGRE、STT和SPB MAC-in-MAC，TRILL等。這些技術(shù)基本上是采用封裝或者隧道的方式來創(chuàng)建虛擬網(wǎng)絡(luò)的。其中，SPB和TRILL的應(yīng)用在《網(wǎng)絡(luò)世界》不久之前采寫過的《扁平化網(wǎng)絡(luò)迷局》進行了比較深入的探討。此外，在一些相對而言比較傳統(tǒng)的技術(shù)，也實現(xiàn)了虛擬化的功能。比如，思科有VSS、H3C有IRF技術(shù)、博科有VCS網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、華為有CSS技術(shù)、極進網(wǎng)絡(luò)采用跨機箱鏈路捆綁技術(shù)、銳捷有VSU技術(shù)、神州數(shù)碼網(wǎng)絡(luò)有VSF技術(shù)、戴爾網(wǎng)絡(luò)的VLT技術(shù)等等。這些技術(shù)在實現(xiàn)設(shè)備虛擬化上都比較成熟的應(yīng)用。

相對而言，VXLAN、NVGRE以及STT之前涉及的比較少，所以本次討論的重點就放在這三個技術(shù)上。這些覆蓋協(xié)議之間的主要差異在于其封裝格式和控制平面的功能性，即允許封裝設(shè)備將一個幀映射到適當(dāng)?shù)牟鹧b設(shè)備。

VXLAN是在一個三層網(wǎng)絡(luò)上借助MAC-in-UDP封裝，疊加一個二層網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)虛擬的。目前，VXLAN是IETF標準草案的一個子集，支持廠商有VMware、思科、Arista網(wǎng)絡(luò)、博科、紅帽和Citrix。IBM也支持VXLAN。在hypervisor vSwitch和物理交換機上實現(xiàn)這個預(yù)標準的現(xiàn)象已開始出現(xiàn)。

具體來說，VXLAN采用MAC-in-UDP封裝，包括24位網(wǎng)絡(luò)標識符，50個字節(jié)的開銷，可以提供16萬個邏輯網(wǎng)絡(luò)地址。對VM而言，VXLAN是透明的，仍然可以使用MAC來進行通信，理論上來說，同處于一個VXLAN網(wǎng)段的端點都可以進行通信，即使這兩個端點屬于不同的IP子網(wǎng)。這也就解決了一個問題，不使用大二層的構(gòu)建技術(shù)也可以實現(xiàn)VM在較大網(wǎng)絡(luò)范圍的遷移和使用。

NVGRE與VXLAN非常類似，都是采用封裝的方式來達到在已有的三層IP網(wǎng)絡(luò)上承載二層網(wǎng)絡(luò)的目的。只是NVGRE采用的不是UDP封裝方式，而是GRE封裝。在主要支持廠商微軟看來，網(wǎng)絡(luò)的某些性能問題可通過智能網(wǎng)卡來解決，即用智能網(wǎng)卡卸載hypervisor vSwitch上的NVGRE端點處理。智能網(wǎng)卡還擁有與覆蓋控制器和hypervisor管理系統(tǒng)集成的API。在其中有一個起到重要作用的控制器，來解決控制平面遇到的一些問題。這種解決方案與現(xiàn)在大熱的SDN中的控制器有類似的效果。

SST是另外一種技術(shù)，其主要支持廠商是Nicira。與VXLAN和NVGRE相比，STT有較大的不同。其在IP報頭內(nèi)使用了無狀態(tài)TCP類報頭，允許端系統(tǒng)的隧道端點利用駐留在服務(wù)器網(wǎng)卡上的TCP卸載引擎(TOE)的TCP分片卸載功能(TSO)。在控制平面上也缺乏具體的解決方案，現(xiàn)在來看這或許是短板，但是如果SDN能夠?qū)崿F(xiàn)，那么這一問題的解決也就顯得非常自然了。

總結(jié)這三種技術(shù)，都并非是傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)廠商主導(dǎo)的變革，而更多的感覺是從服務(wù)器虛擬化之后，從專業(yè)的虛擬化廠商角度提出的網(wǎng)絡(luò)變革方案，雖然有一定的硬件依賴，但是核心卻集中在軟件領(lǐng)域。是否從網(wǎng)絡(luò)出發(fā)的改變就沒有用武之地了呢?。華為企業(yè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)專家潘灝濤的觀點是：“這其實是從原來IT和CT兩個不同方向提供的兩個不同方案，VXLAN和NVGRE等技術(shù)更多是原有的IT廠商解決問題的方式，網(wǎng)絡(luò)虛擬化的主要功能部署在服務(wù)器操作系統(tǒng)內(nèi)，適用于同構(gòu)服務(wù)器的整合的場景，比如互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)，服務(wù)器主要是同構(gòu)的開源的Linux環(huán)境，并且具有很強的二次軟件開發(fā)能力，適用IT網(wǎng)絡(luò)虛擬化的方案。而從原有CT方向出發(fā)的TRILL，SPB以及包括華為的CSS技術(shù)等，則可以應(yīng)用于服務(wù)器異構(gòu)的場景中，可以應(yīng)用于更為普遍的企業(yè)網(wǎng)場景。當(dāng)然，IT方案中，也不是純粹軟件的方案，也需要網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的配合。華為將針對客戶的不同需求，提供IT和CT的網(wǎng)絡(luò)虛擬化方案。”AVAYA亞太區(qū)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品架構(gòu)師Gates Zeng的看法是這些技術(shù)會在各自的應(yīng)用場景發(fā)展，完全替代的可能性很小。他總結(jié)說，從虛擬化廠商一端推出的解決方案往往是把問題在服務(wù)器一端，但很少考慮到網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)和支撐的問題，而從網(wǎng)絡(luò)廠商推出的方案來看，往往是希望從更大的范圍來全面的解決問題。

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大二層和虛擬化 其實不是一回事

在進行網(wǎng)絡(luò)虛擬化和大二層的討論中，這兩個概念往往會糾結(jié)在一起，因為在構(gòu)建在大二層網(wǎng)絡(luò)的時候，往往需要用到某些設(shè)備虛擬化的技術(shù)，前文我們已經(jīng)提到每個廠商都有各自的解決方案。而被認為是大二層代表技術(shù)的SPB和TRILL本身其實也在實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)虛擬化的功能。但是，這是否就可以說大二層和網(wǎng)絡(luò)虛擬化是一回事兒呢?

沈之千認為：“大二層網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的重要原因之一就是數(shù)據(jù)中心虛擬化要求大二層環(huán)境。網(wǎng)絡(luò)虛擬化和大二層技術(shù)都是下一代數(shù)據(jù)中心的重要組成部分，二者相輔相成。”李海平認為：“大二層屬于技術(shù)手段，而虛擬化是實現(xiàn)目標，從計算虛擬化、存儲虛擬化以及網(wǎng)絡(luò)虛擬化，最終實現(xiàn)端對端的架構(gòu)虛擬化。”陸毅則把相似的三個概念SDN、大二層和網(wǎng)絡(luò)虛擬化比作是一體多面，其中SDN是大框架概念，側(cè)重用戶業(yè)務(wù)，滿足用戶需求，虛擬化是具體的技術(shù)實現(xiàn)，側(cè)重于技術(shù)層面，承接用戶需求，而大二層則是在細節(jié)實現(xiàn)。與陸毅看法類似，潘灝濤同樣認為大二層只是網(wǎng)絡(luò)虛擬化的一種實現(xiàn)方式，其本身擴展了服務(wù)器虛擬化資源池。阿爾卡特朗訊企業(yè)集團網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品中國區(qū)總監(jiān)張小鵬認為這是在解決不同問題涉及到的不同解決方式，一些網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)實現(xiàn)虛擬機漂移的支持需求是當(dāng)初大二層設(shè)計的一個重要出發(fā)點。但大二層還帶來了扁平化的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計，多鏈路負載均衡技術(shù)為云計算數(shù)據(jù)中心提高高吞吐率的東西向通信等。

SDN遠景美好卻非一日之功

SDN的提出，給原來的解決方案提供了用另外一種方式來解決問題的可能。在虛擬化廠商的角度來看，完全可以把與網(wǎng)絡(luò)的接口部分交給SDN控制器來實現(xiàn)，這從之前提到的三種網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)上就可見一斑。

但變革性技術(shù)往往會承擔(dān)比較大風(fēng)險，雖然現(xiàn)在表示支持SDN的網(wǎng)絡(luò)廠商已經(jīng)逐漸增多，但是對SDN的擔(dān)憂仍然不少。Gates Zeng認為產(chǎn)品成熟需要過程，而在SDN中起到重要作用的控制器如果完美則SDN完美，反之亦然，此外在傳輸控制信息層面的問題也需要注意，還有網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)的能力也有待加強。

在SDN的跟隨策略上，各個廠商也有不同。陸毅說：“H3C主要有三個方面，其一是通用API的開發(fā)，包括自定義開發(fā)網(wǎng)管等，其二是對OpenFlow的支持，將兼容OpenFlow1.3版本，第三方面是Comware的工作。Comware提供了虛擬網(wǎng)絡(luò)開發(fā)環(huán)境，在虛擬服務(wù)的層面上具有重要意義。”而華為企業(yè)SDN的策略是多層次開放，包括設(shè)備層，資源層和業(yè)務(wù)層。但側(cè)重在北向開放環(huán)境的開放上，對用戶來講，一方面能夠抽象和屏蔽網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜，另一方面提供靈活的網(wǎng)絡(luò)定制和編程環(huán)境。而OpenFlow已經(jīng)有部分用戶開始嘗試，“神州數(shù)碼網(wǎng)絡(luò)(DCN)和清華大學(xué)、中科院網(wǎng)絡(luò)中心合作開始構(gòu)建基于openFlow的大型實驗局。目前，我們的DCRS-59/76/68系列已經(jīng)全面支持OpenFlow。”陳翔說。“與其他公司提供單獨軟件不同相比，博科的做法有些不同，博科是推出將OpenFlow 嵌套于目前運行的多業(yè)務(wù)操作系統(tǒng)之中，并且提供混合模式，同一端口可以運行傳統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)，也可以運行OpenFlow受制于控制器模式，并且可以提供OpenFlow優(yōu)先匹配，一旦匹配不成功，還可以回到傳統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)模式;同時博科公司也是目前為數(shù)極少的提供線速OpenFlow轉(zhuǎn)發(fā)的(甚至是其100G以太網(wǎng)線卡)設(shè)備供應(yīng)商。”沈之千說。

百花齊放是似乎是更多人愿意看到的結(jié)果，對SDN謹慎的樂觀也是比較多的態(tài)度。Gates Zeng 說：“SDN不會消失，但是范圍會比較小，最終結(jié)果一定不會是只剩下SDN，多種技術(shù)都會有應(yīng)用場景，網(wǎng)絡(luò)會變得更為智能。”但是，沈之千更為樂觀，他說：“網(wǎng)絡(luò)虛擬化是現(xiàn)階段網(wǎng)絡(luò)廠商提供的可靠、穩(wěn)定和具有創(chuàng)新意義的下一代數(shù)據(jù)中心技術(shù)，而軟件定義網(wǎng)絡(luò)SDN技術(shù)是未來方向、也是業(yè)內(nèi)正在探索的特性，目前能夠提供的廠商不多。通過SDN軟件定義網(wǎng)絡(luò)特性，用戶能夠更為靈活地定義和開發(fā)網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)。”

銳捷網(wǎng)絡(luò)有限公司產(chǎn)品營銷部數(shù)據(jù)中心產(chǎn)品經(jīng)理蔣波說：“網(wǎng)絡(luò)虛擬化是未來網(wǎng)絡(luò)的趨勢，但當(dāng)前存在著標準不一，各廠家實現(xiàn)方式不一的問題。但與服務(wù)器虛擬化不太一樣的是，VMware在服務(wù)器虛擬化方面擁有著絕對的優(yōu)勢，故造成了當(dāng)前的以其為圓心的市場格局，而目前包括銳捷網(wǎng)絡(luò)在內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備廠商在網(wǎng)絡(luò)虛擬化方面各有特色，發(fā)展勢頭迅猛。未來是達成一致標準共同發(fā)展，還是各顯神通分散發(fā)展，關(guān)鍵在于標準、廠商、用戶三方的推動，現(xiàn)在下結(jié)論為時過早，我們認為SDN或許是未來網(wǎng)絡(luò)虛擬化的統(tǒng)一標準之一。”

目前來看，網(wǎng)絡(luò)虛擬化向前發(fā)展的動力仍然強勁，主要是服務(wù)器接入維度上需求越來越大，承載和適應(yīng)虛擬機漫游和感知的需求，以及漫游之后的定位管理;此外是網(wǎng)絡(luò)運營維度上，也就是用戶實用維度，在云計算之后，從自建到租用的趨勢。而SDN的成熟也需要時日，所以網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)本身的發(fā)展應(yīng)該仍會快速向前發(fā)展。極進網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)顧問蘇和表示，網(wǎng)絡(luò)虛擬化的核心是在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中斷的時候，仍然能夠保證鏈路不中斷，在服務(wù)器和存儲等漂移時，仍然可以保證虛擬機網(wǎng)絡(luò)的通暢。而鏈路的通暢永遠都是網(wǎng)絡(luò)承載的核心使命。

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虛實之道 適用王道

虛實之道，《孫子兵法》的《虛實篇》中有這樣的描述：“善用兵者，以虛為實;善破敵者，以實為虛。”可見，虛與實并非絕對，而是在應(yīng)用中不斷轉(zhuǎn)化的過程。選擇適合當(dāng)前最適合自己的戰(zhàn)術(shù)是一場戰(zhàn)爭勝利的關(guān)鍵，而在網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域中，選擇最適合自己的技術(shù)同樣是對業(yè)務(wù)支撐的王道。

誰會對網(wǎng)絡(luò)虛擬化有最強勁的需求呢?蔣波說：“需求最明顯的行業(yè)是對網(wǎng)絡(luò)健壯性、動態(tài)資源調(diào)整有較高要求的網(wǎng)絡(luò)，主要體現(xiàn)在政府、金融、互聯(lián)網(wǎng)、運營商等行業(yè)。目前來看，云計算、大數(shù)據(jù)、社交網(wǎng)絡(luò)將是未來幾年的熱點，這些業(yè)務(wù)對網(wǎng)絡(luò)虛擬化或多或少都會有持續(xù)的需求。”

我們毫不懷疑，數(shù)據(jù)中心的發(fā)展勢頭迅猛?；A(chǔ)架構(gòu)如何支持這種增長呢?虛擬化僅僅是其中的一部分。未來網(wǎng)絡(luò)可能還需要更多的特征。在諸多的特征中，如何選擇構(gòu)建自己的網(wǎng)絡(luò)呢?用戶的疑惑應(yīng)該是最大的，特別是在SDN提出更多可能的情況下。但是目前來看，SDN的發(fā)展雖然很快，但是仍有許多地方需要完善，如果現(xiàn)在就要構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)，那么成熟網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是必然的選擇。而在未來的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建中，也許就可以嘗試SDN帶來的種種便捷。