王竞争　杜磊　穆启鹏

【摘要】现如今我国科技现代化水平迅速发展，网络信息技术已经完全深入到人们的生产生活当中。但是无论是经济水平还是科技水平都不能止步于此，还要向着更前发展，不断的创新开发，研究，才能创造更好的现代化世界。当前的网络信息技术已经满足不了人们对虚拟空间的探求，而网络虚拟化技术也是网络数据运算的技术基础。我国现代科技网络虚拟化技术正在逐步的发展阶段，现存着诸多方面的问题。为了推动网络虚拟化进程的发展，笔者经过对SDN和Docker容器的网络虚拟化资料进行学习，针对我国网络虚拟化技术现存的问题进行了仔细的研究，本文基于SDN和Docker容器的网络虚拟化技术进行研究。

【关键词】网络虚拟化;软件定义网络;Docker容器

中图分类号：TN94                 文献标识码：A               文章编号：1673-0348（2020）011-127-03

Research on network virtualization based on SDN and docker container

Wang Jingzheng  Du Lei  Mu Qipeng

（diankeyun （Beijing） Technology Co.， Ltd.， Beijing 100041）

Abstract： Nowadays， with the rapid development of science and technology modernization in China， network information technology has fully penetrated into people's production and life. However， neither the economic level nor the scientific and technological level can stop here. Only by developing further and innovating and researching continuously can we create a better modern world. The current network information technology has been unable to meet people's search for virtual space， and network virtualization technology is also the technical basis of network data operation. China's modern technology network virtualization technology is gradually developing stage， there are many problems. In order to promote the development of network virtualization process， the author studies the network virtualization data of SDN and docker container， and studies the existing problems of network virtualization technology in China. This paper studies the network virtualization technology based on SDN and docker container.

Key words： network virtualization， software defined network， docker container

网络信息技术在早些年前就已经进入了人们的生活当中，但是起初还没有普及，经过时间的推移网络信息技术的快速发展，现如今网络已经成为人们生产生活中不可或缺的使用工具。网络信息技术仍旧不断的向前发展着，开始拓宽研究范围，继而出现了“云计算”的定义。简单地对云计算定义进行解析，它是一种资源数据分析计算模型，能对多方面，多项数据进行快速的计算以及分享，广泛的应用于现代人们生活的各种行业以及服务当中，给人们的生活带来了极大的便利。针对于现代生活而言，这项技术已经不算是新型的技术研究了，在网络计算机行业发展过程中，虚拟化技术是各项发展方向的技术支撑。Visualization Technology是对资源和数据进行管理，将现实生活中的资源虚拟化，在网络环境中寻找出同样性质的物品，已达到等价代替的目的，此项技术本质上是实现现实资源重复使用以及共享的目标。这是计算机行业领域中一项突破性的技术研究，将现实资源虚拟化，打破了网络世界和现实空间的顽固阻碍，让使用者更真切的感受到计算机技术快速的发展以及给生產生活带来的重要影响。

1. 网络虚拟化技术研究现状

要想对网络虚拟化技术进行深入研究，就要对此项技术的现状有深刻的了解，才有助于对存在的诸多问题提出针对性的解决方案。

1.1 传统网络虚拟技术应用分布广泛

由于计算机领域早在多年前就已经出现在人们的视野中，现如今更是广泛地应用于人们的生产生活中。在计算机行业的发展历程中我们不难发现，对于网络虚拟化这个定义早已被人们所提出，也研究出了几项网络虚拟化技术，就是现如今传统的虚拟化技术例如 VLAN、VPN、VRF等。

VLAN技术是虚拟局域网的简称，此项技术根本上是利用物理维度将现实资源进行网络虚拟化。重复使用以及共用一条物理虚拟链路，从而实现将不同的数据通过此项物理链路，经过多重的交替转换进行传输，实现对现实数据资源切分的虚拟化技术。

VPN技术是虚拟私有网的简称，此项虚拟技术具有较强的分层工作，具体分为三层。从根本上来说就是对虚拟化链条传输的虚拟技术。之所以称为“私有网”是因为此项技术可以将虚拟传输链路分布于各种站点，不用辨别是哪种类型的网络均可以分布并且进行相互联系作用。

VRF技术是虚拟路由转发的简称，此项虚拟技术本质上是实现实质资源可由多个路由进行控制转发的目的，展现更高水平的虚拟化技术。VRF可以通过应用虚拟软件的灵活性能进行对实例逻辑性的转发，也可以通过对硬件的堆积使用，每转发一次实力都要采取一对一的硬件使用。

以上三项虚拟化技术都是计算机领域中较为传统的技术，其制作工序以及配置都较为复杂且难以操作控制。经过多次的实践以及对专题的研究，为解决这一缺点，对此引入了SDN网络虚拟化技术。

1.2 SDN网络虚拟化技术的引入

SDN技术是软件定义网络的简称，起始于斯坦福大学的课题研究。软件定义网络是一种新的网络结构空间，实现网络虚拟化的一种新型途径。此项课题的研究实现了网络信息传递更加智能化，推动了我国互联网技术的快速发展。

1.3 Docker容器技术方案的提出

在网络虚拟化技术研究过程中，虚拟机广泛地应用于各种虚拟技术实践，虚拟机在课题研究时发挥了很大的作用，但是也存在着相应的缺点，比如会对性能产生较大的损耗以及存在着实体资源和虚拟资源的差异，为解决这些问题，就有了Docker容器技术方案的提出。

Docker容器技术与传统的虚拟机相较而言有很大的区别，可以解决虚拟机在操作过程中对性能损耗的问题，能够实现大量数据资源的共享。这项方案的提出并不是全面创新的技术，而是由两方运营公司进行合作所提出的解决方案，合作共赢才创造出Docker容器技术，实现了资源占用少，简单易操作的多项标准，使网络虚拟化技术有了更大的发展空间。

网络虚拟化技术是对现存的网络信息技术的创新与进步，实现现实与网络的虚拟共存，更好的对大数据进行资源的共享，为各项行业的发展奠定信息传递基础，不仅是计算机领域的创新，更是整体科学技术水平的提高。

2. SDN和Docker网络虚拟技术的深入研究

当前，在推进网络虚拟化技术发展创新的过程中，发现传统的网络虚拟化技术存在诸多问题，例如操作复杂，工作正确率较低易出错以及配置不完善。后来SDN与Docker容器网络虚拟化技术方案的提出克服了传统网络虚拟化技术所存在的问题，降低了配置性能的损耗以及工作错误率，极大的提高了工作效率，降低了技术成本。以下笔者将基于SDN和Docker容器网络虚拟化方案进行深入研究讨论。

2.1 SDN（软件定义网络）技术

2.1.1 SDN技术的发展历程

SDN技术诞生于美国斯坦福大学的网络研究课题，此项课题主要研究的内容是与网络安全管理问题策略相关，致力于对网络集中控制器的研发，会使网络信息的传播能够方便的进行集中控制，实现网络信息资源的共同管理，为网络安全提供保障。这给网络虚拟化技术带来了创新，可利用集中控制器对网络设备进行整体配置，将网络数据资源集中性管理，操作简单，为网络资源的传输带来了多方面的技术创新。在此项技术提出几年后，基于SDN技术的灵感开发又提出了open flow的概念，Open flow技术具有可编程的性能，这一技术的提出又促进了SDN在学术界的发展，成为了Technology review年度十大前沿技术，得到了各方各界的支持与认可。后来各个国家都致力于SDN技术框架的研究，经过多年的实践与应用，SDN技术已经在互联网行业逐渐趋于成熟，成为下一代互联网的重要研究技术，推动互联网技术的创新与发展。

2.1.2 SDN技术的框架

SDN技术框架主要是对网络业务信息进行分层管理，是一种创新的网络管理体系。传统的网络信息传递方案有着诸多控制节点，而SDN技术是采取集中式的控制管理，将数据信息分层转发。控制层对业务层发出的指令进行集中式的数据管控，再由平面控制转发通信接口，将数据信息传入网络设备转发层，以实现大量数据信息的传递。

2.1.3 SDN 技术的优势

相较于传统的互联网技术，对于相同的工作需求，SDN可以更加轻松便捷的将大量的云数据进行集中控制管理，无需重新改动多种网络设备，操作简单，且可以在网络环境数据巨大瞬息万变的情况下，准确敏捷的完成工作需求。SDN技术既能对数据平面和控制平面进行分离，也能实现对控制平面的集中处理且具有可编程性，极大的提高了业务效率。SDN将云计算的技术变得更为简单，推动网络信息化技术的整体发展，成为网络信息传输的主要技术基础。

2.2 Docker容器技术

2.2.1 Docker容器技术简介

Docker容器是一个可移植的容器能够实现应用的流行，且在相互传递过程中无需任何接口，极大地改善了传统虚拟化技术对设备性能的消耗问题，且没有语言和框架系统的阻碍，更加快速方便的实现了网络虚拟化。

2.2.2 Docker容器技术的应用功能

将传统的虚拟机整体框架与Docker容器技术的容器框架进行对比，会发现Docker容器能够将操作过程变得更为简单，省去了多项系统的操作，极大的降低了对设备性能的损耗，更加简单地实现了对数据资源的存储与管控。Docker容器技术可以共享层级镜像，提高了虚拟设备磁盘的重复利用率。Docker容器技术构架由很多部分组成，其中Docker Daemon 是此项技术的核心组成部分，这个核心部分的功能是运行和接收指令，工作启动后进行实时的监察，搜寻到所发出的工作需求后，快速的将工作模块进行控制处理，实现工作指令的分配。Docker容器技术可以通过镜像管理进行数据资源的存储，利用镜像技术实现资源的备份存储。

2.2.3 Docker容器的网络模式

Docker容器是对网络虚拟化的解决方案，此项技术有多种网络模式，分别是host模式，Container模式，none模式以及bridge模式。这四项网络工作模式共同作用可以更加凸显Docker容器技术的优势，降低网络虚拟化过程中额外的设备性能损失，很好的使容器和网络信息进行直接的转换。Container模式，在实现与宿主设备进行资源共享的同时，还能与存在容器实现资源的共享。None模式虽然在特定的网络设备配置情况下才能使用，但是也提供了较大的网络环境范围。Bride模式相较于其他三种模式是最为普遍的，从名称我们就可以了解到这是网桥，就是对网络数据资源进行新的创建以及传递工作。

3. 结束语

本文基于SDN和Docker容器的網络虚拟技术进行了研究探讨，这种新型的网络虚拟化技术方案极大的推动了互联网行业的快速发展，其潜在优势还会在未来的发展中得到发掘，不断的对互联网技术进行研究创新。

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