文/闫鸿斌

当前，网络虚拟化技术与云计算技术正成为信息化时代的重要支撑。许多大型企业基于资源利用率和工作效率双重提升的考量，都营建了各自的云计算数据中心，并对网络虚拟化技术进行深度吸纳，开创了企业信息化的新模式。本文将基于大量应用实践，对网络虚拟化技术在云计算层面的应用进行研究，以期进一步提升大数据利用的能力。

1 相关概念

云计算在近年来广受关注，其本质是以网络存储、负载均衡、虚拟化技术与分布式计算等信息化技术为依托，营造虚拟空间来实现对众多实体设备作连接，以便更加高效、更加可靠地开展大数据分析和计算。评价云计算平台的主要指标是“计算能力”(该项能力的高低直接决定用户投入资金的多少)，而“计算能力”在很大程度上受制于信息存储与处理的模式。

网络虚拟化技术是一种新型的信息运行方式。借助它，一方面多台服务器可发生相互关联(即管理资源的优化)，另一方面相关软件能朝着合理简化的方向得到重新配置(即相关程序的二次开发)。因此，将网络虚拟化技术应用到云计算平台，就能达成多个独立操作系统并行运行于同一网络环境的目标，从而大幅提升云计算平台的计算能力与运行质量。

2 云计算数据中心中虚拟化技术分类

2.1 数据平面虚拟化

技术实质：依托多路径转发模式，借助宽带与接入槽、核心层之间的“协作”，达成信息的交互。技术优点：在一定程度上拓展了计算机运行空间(因实施并行转发)，提升其信息储存速度，从而最终能使人们的办公时间得到缩减(因云计算数据中心的处理效率获得了提高)。技术缺点：多路径转发会使计算机网络系统变得更为复杂化，带来运行安全的隐患。改善途径：在电脑主机选配上侧重运算能力的考量，多渠道提升技术人员水平以及时处理运行问题。

2.2 控制平面虚拟化

技术实质：以一个主板电脑控制数万个操作系统，使数据调取能力得到提升。技术分类：

（1）纵向型。其运行要求是增加上一级接口数量的同时削减下一级技术功能。

（2）横向型。大致原理与纵向型类似，不过数据传送口为分布式数据结构。

3 虚拟化技术在云计算数据中心的应用

虚拟化技术在云计算的应用大致分为4个层面，见图1所示。

3.1 服务器虚拟化

所谓服务器虚拟化，指的是同一物理环境下多个系统的独立运行(彼此应相互隔离、不能互为影响)。该项技术的应用关键是将服务器结构进行划分，一般有两种形式：寄居结构与原生结构。寄居结构指在已安装到位的传统操作系统中运行虚拟化操作系统(相当于将后者作为前者的一个应用程序)，原生结构指将虚拟化操作系统在服务器硬件中进行部署(即通过硬件配置来实现服务器虚拟化控制)。实际工程中，寄居结构不用考虑虚拟化操作系统与相关硬件的匹配度，应用起来较为方便，但该方式易受原有操作系统的影响，一旦发生问题可能致使系统瘫痪。

3.2 网络虚拟化

网络虚拟化是基于用户实际需求来扩展网络服务的技术，可有效提升网络资源的利用效率。该项技术的应用可在多个具有明确结构与功能分配的层次之间展开，如核心层、访问层、交换层等等。因为云计算用户分散性大、规模大，故一般要考虑多种接入方式的采用。这样，必须借助技术手段来确保网络接入的适应性以及可扩展性。

3.3 存储虚拟化

图1：虚拟化技术在云计算平台的应用架构

所谓存储虚拟化，就是对数据存储施之以虚拟化操作，将多台存储实体的信息进行融合但经由一台设备向用户存储服务，用户可根据自身需要对资源池作各种调配操作。各类存储虚拟化的应用分析见图2所示。

3.4 计算中心的虚拟化建设

云计算中心与传统数据中心的差异：

（1）主要流量构成取决于二层服务器流向；

（2）服务器数量大量增加；

（3）二层拓扑层有很大扩张；

（4）多站点之间大二层互通。这样，因选路情况更为复杂化，为达成数据集中环境下端到端的数据中心应用与访问的相互隔离，就要求对云计算中心及与它相关联的客户端、接入段等层面作全覆盖式虚拟化建设。

3.4.1 核心层虚拟化

所起作用：通过对系统资源的灵活调度与动态调整达成资源利用质和效的双双提升。加强对象：核心层网络的数据交换能力与数据接入规模。实现途径：

（1）借助虚拟机箱技术简化设备管理流程；

（2）经由端口捆绑达成跨交换机的相互连接；

（3）经由以太网链路捆绑挖掘系统冗余能力。

3.4.2 接入层虚拟化

所起作用：对接入层作科学分级。相关要求：基于以太网环境，对走线作分析，选择各种部署方式与相应交换机发生关联，适时发展以太网DCE，以实现“拥塞通知”、“传输选择增强”、“优先级流量控制”等高级功能。

3.4.3 虚拟机网络交换

类型：

（1）物理网卡虚拟化；

图2：各类存储虚拟化技术的应用分析

（2）虚拟网络交换机。

功能：通过对交换机与网卡功能的虚拟，实现主机内部产生交换机，以及网卡与端口的一一连接。虚拟网卡拥有多个独立逻辑(其MAC、IP等地址均呈独立性)，可支撑流量灵活调度。

虚拟机网络交换的相关要求：

（1）应支撑深度包检测、端口镜像等方式对虚拟机的访问与监控；

（2）要满足VLAN、QoS等层面的必要属性；

（3）要满足虚拟机迁移与业务连续性的不相关(即迁移不影响连续)。

4 结语

在信息化和智能化时代，基于云计算的大数据处理技术必将在越来越多的层面得到应用。随着用户对云计算数据中心运行能效期冀的不断攀升，需要基于网络虚拟化技术来达成多系统并行运行等重要目标。总之，应在实践中不断总结，使网络虚拟化和云计算得到更好地结合。