思科DC虛擬化技術(shù)和部署指南.pdf

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1、解析思科數(shù)據(jù)中心虛擬化技術(shù)和部署數(shù)據(jù)中心的發(fā)展正在經(jīng)歷從整合，虛擬化到自動(dòng)化的演變，基于云計(jì)算的數(shù)據(jù)中心是未來(lái)的更遠(yuǎn)的目標(biāo)。整合是基礎(chǔ)，虛擬化技術(shù)為自動(dòng)化、云計(jì)算數(shù)據(jù)中心的實(shí)現(xiàn)提供支持。數(shù)據(jù)中心的虛擬化有很多的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)：可以通過(guò)整合或者共享物理資產(chǎn)來(lái)提高資源利用率，調(diào)查公司的結(jié)果顯示，全球多數(shù)的數(shù)據(jù)中心的資源利用率在15%～20%之間，通過(guò)整合、虛擬化技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)50%～60%的利用率;通過(guò)虛擬化技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能高效的綠色數(shù)據(jù)中心，如可以減少物理設(shè)備、電纜，空間、電力、制冷等的需求;可以實(shí)現(xiàn)對(duì)資源的快速部署以及重部署以滿足業(yè)務(wù)發(fā)展需求。數(shù)據(jù)中心虛擬化的簡(jiǎn)單示意圖。數(shù)據(jù)中心的資源，包括服務(wù)器資

2、源、I/O資源、存儲(chǔ)資源組成一個(gè)資源池，通過(guò)上層的管理、調(diào)度系統(tǒng)在智能的虛擬化的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)將資源池中的資源根據(jù)應(yīng)用的需求分配到不同的應(yīng)用處理系統(tǒng)。虛擬化數(shù)據(jù)中心可以實(shí)現(xiàn)根據(jù)應(yīng)用的需求讓數(shù)據(jù)中心的物理IT資源流動(dòng)起來(lái)，更好的為應(yīng)用提供資源調(diào)配與部署。數(shù)據(jù)中心虛擬化發(fā)展的第一個(gè)階段是通過(guò)整合實(shí)現(xiàn)服務(wù)器和應(yīng)用的虛擬化服務(wù)，這階段的數(shù)據(jù)中心也是很多公司已經(jīng)做的或正要做的。在這一階段，數(shù)據(jù)中心虛擬化實(shí)現(xiàn)的是區(qū)域內(nèi)的虛擬化，表現(xiàn)為數(shù)據(jù)中心的服務(wù)如網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、安全服務(wù)、邏輯服務(wù)還是與物理服務(wù)器的部署相關(guān)聯(lián);虛擬機(jī)上的VLAN與網(wǎng)絡(luò)交換層上的VLAN對(duì)應(yīng);存儲(chǔ)LUN以類(lèi)似映射到物理服務(wù)器的方式映射到虛擬機(jī)

3、。如下圖。數(shù)據(jù)中心虛擬化發(fā)展的第二個(gè)階段是通過(guò)虛擬主機(jī)遷移技術(shù)(VM'sMobility)實(shí)現(xiàn)跨物理服務(wù)器的虛擬化服務(wù)。如下圖。在這個(gè)階段，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)中心內(nèi)的跨區(qū)域虛擬化，虛擬機(jī)可以在不同的物理服務(wù)器之間切換，但是，為滿足虛擬機(jī)的應(yīng)用環(huán)境和應(yīng)用需求，需要網(wǎng)絡(luò)為應(yīng)用提供智能服務(wù)，同時(shí)還需要為虛擬化提供靈活的部署和服務(wù)。思科在下一代的數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)中采用統(tǒng)一交換的以太網(wǎng)架構(gòu)，思科數(shù)據(jù)中心統(tǒng)一交換架構(gòu)的愿景圖如下。改進(jìn)之前的數(shù)據(jù)中心物理上存在幾個(gè)不同的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，如局域網(wǎng)架構(gòu)、SAN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、高層的計(jì)算網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、管理控制網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，各個(gè)網(wǎng)絡(luò)上采用的技術(shù)不同，如局域網(wǎng)主要采用以太網(wǎng)技術(shù)，SAN網(wǎng)絡(luò)主要采用

4、FiberChannel技術(shù)。而在思科的下一代統(tǒng)一交換架構(gòu)數(shù)據(jù)中心中，數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器資源、存儲(chǔ)資源、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)等都通過(guò)統(tǒng)一的交換架構(gòu)連接在一起，數(shù)據(jù)中心只有一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的資源調(diào)配，提升效率和簡(jiǎn)化操作。統(tǒng)一交換架構(gòu)下數(shù)據(jù)中心的虛擬化如下圖。統(tǒng)一交換架構(gòu)下數(shù)據(jù)中心虛擬化簡(jiǎn)化了數(shù)據(jù)中心的管理和運(yùn)維，實(shí)現(xiàn)了真正的任意IT資源之間的靈活連接，實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)一的I/O，在統(tǒng)一的I/O上可以實(shí)現(xiàn)最新的萬(wàn)兆網(wǎng)、無(wú)丟失(FCoE)、低延時(shí)的數(shù)據(jù)中心以太網(wǎng)技術(shù)。統(tǒng)一交換架構(gòu)下數(shù)據(jù)中心虛擬化為未來(lái)的進(jìn)一步的虛擬化和基于云計(jì)算的數(shù)據(jù)中心提供了平臺(tái)。數(shù)據(jù)中心虛擬化架構(gòu)包括數(shù)據(jù)中心前端虛擬化、服務(wù)器虛擬化、

5、數(shù)據(jù)中心后端虛擬化。如下圖。思科設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)中心時(shí)采用分層、分區(qū)的設(shè)計(jì)方式，層次設(shè)計(jì)包括核心層、匯聚層、接入層，接入層的不同功能的服務(wù)器位于不同的區(qū)域，服務(wù)器經(jīng)過(guò)每個(gè)區(qū)域的匯聚層連接到核心層。數(shù)據(jù)中心前端虛擬化是指對(duì)服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)接口之前的數(shù)據(jù)中心基于以太網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的虛擬化。服務(wù)器虛擬化指在一臺(tái)物理服務(wù)器上為多個(gè)應(yīng)用需求實(shí)現(xiàn)多個(gè)虛擬機(jī)，并且實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)資源的動(dòng)態(tài)調(diào)配、遷移，服務(wù)器虛擬化技術(shù)的實(shí)現(xiàn)需要網(wǎng)絡(luò)的支持配合。數(shù)據(jù)中心后端虛擬化指通過(guò)虛擬化技術(shù)將服務(wù)器和存儲(chǔ)資源更好的調(diào)配使用起來(lái)。下面按數(shù)據(jù)中心層次化設(shè)計(jì)中的核心層、匯聚層、接入層依次介紹思科在前端虛擬化上的最新的一些技術(shù)實(shí)現(xiàn)。思科數(shù)據(jù)中心核心層

6、虛擬化技術(shù)。思科為數(shù)據(jù)中心級(jí)和園區(qū)骨干網(wǎng)級(jí)網(wǎng)絡(luò)提供了Nexus交換機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和Nexus系列產(chǎn)品。Nexus系列產(chǎn)品中采用了VDC(VirtualDeviceContent)技術(shù)，可以將一臺(tái)物理交換機(jī)邏輯上模擬成多臺(tái)虛擬交換機(jī)，如下圖模擬出的兩個(gè)虛擬交換機(jī)VDC1和VDC2。VDC技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)每個(gè)模擬出的VDC都擁有它自身的軟件進(jìn)程、專(zhuān)用硬件資源(接口)和獨(dú)立的管理環(huán)境，可以實(shí)現(xiàn)獨(dú)立的安全管理界限劃分和故障隔離域。VDC技術(shù)有助于將分立網(wǎng)絡(luò)整合為一個(gè)通用基礎(chǔ)設(shè)施，保留物理上獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)的管理界限劃分和故障隔離特性，并提供單一基礎(chǔ)設(shè)施所擁有的多種運(yùn)營(yíng)成本優(yōu)勢(shì)。VDC可以實(shí)現(xiàn)故障域隔離，如下圖。一

7、個(gè)VDC為所有的運(yùn)行在它上面的進(jìn)程建立故障隔離域，如圖中VDCB中的“DEF”進(jìn)程發(fā)生故障后不會(huì)影響到VDCA中的“DEF”進(jìn)程。VDC的端口分配如下圖。端口分配到各VDC后不能在VDC之間共享，一旦某一端口分配到一個(gè)VDC，就只能在那個(gè)VDC中對(duì)該端口進(jìn)行配置。(*注上圖中右下角應(yīng)為VDCD)。VDC資源使用示意圖一如下。在一個(gè)VDC中的MAC地址只會(huì)廣播到有接口分配到該VDC上的Linecard地址表中，