這是關于網絡架構設計兩部分系列中的第一篇。想了解關于在網絡架構中整合I/O虛擬化方面的知識，請點擊第二篇：如何將I/O虛擬化整合到網絡體系架構中。

服務器虛擬化對于數據中心I/O網絡架構的需求非常強烈。當物理主機上安裝多個工作負載時，他們需要更多的網絡帶寬。除此之外，還需要更多的網絡節點來處理不斷增加的數據流。既然網絡資源被多個應用所共享，如何確保關鍵應用能夠得到足夠的網絡資源則變得相對復雜，也會深深影響關鍵應用的性能和可用性。這篇文章能夠幫助IT系統管理員們來理解虛擬化環境的網絡需求，如何建立一個適合自己需求的網絡架構來提高性能并節約成本。

理解虛擬化環境下網絡設計

IT最令人驚艷的地方是對于創新的不斷追求以及對數據中心管理者的全新挑戰。服務器技術的發展取決于網絡能力。我們將數據通過一種網絡方式進行傳輸，其傳輸能力的高低直接取決于相關傳輸設備的性能。換句話說，如果一臺10千兆以太網(GbE)的設備可用，并不代表這個性能永遠存在。作為一臺當前連接在架構中的服務器，能夠處理這種數據吞吐量的能力是必要的。因此，網絡架構中升級或擴展的設計是非常重要的一環。

簡單點來說，我們可以這么看：網絡設計可以比作設計一座城市的道路系統。在設計階段，明確哪個人走哪條路是非常重要的，還有哪些地方的交通會繁重，從哪里開始，到哪里結束，以及某些線路在某段時間內會進行改變等。如果一個道路系統沒有足夠的道路，那就會產生交通堵塞。如果這種事情發生，情況會變得越來越糟，時間延誤和疑惑會接踵而來。在這個時候，任何工程師最不希望看到的是一個煩躁的司機(或用戶)。反過來說，建立20條道路雖然可以緩解交通堵塞，但也會造成不必要的投入浪費。另一個擔憂是所有這些存在的額外道路可能會鼓勵更多的交通流量，最終導致的問題是小路連接到大路的時候造成交通堵塞。如果你理解網絡，你會知道開始變慢的網絡最終會導致停止，用戶就會因為時間延誤而不開心。如果你設計的太過于鋪張，你會浪費錢也會為將來的網絡帶來額外的問題。

適合的網絡容量設計，像道路設計，需要從細心的容量測量開始。這表明每個設計都必須涉及到環境的每個細節。如果10臺物理主機帶著100個虛擬機(VMs)運行在一個資源環境中，工程師就要理解這個網絡結構會變得復雜。然而，如果這個環境是兩臺虛擬機上運行4個虛擬機，那就會相對簡單得多。

設定一條好的基準線的方法是監控目前的工作負載并將這些性能結果作為參考。我們稍后來學習結合度量工具。如果沒有測試，就沒有一個客觀的方法來規劃網絡性能——猜測是非常不可靠的。如果用猜測來做設計，常常會給一個可行的部署方案帶來更多的錯誤或者超支。

虛擬化 vs. 物理機

從技術的角度來看，在虛擬機和物理機之間有著一些關鍵的區別。然而，從網絡流量的角度來看，我們可以看到很多相似點。無論工作負載是物理的或是虛擬的，從兩種形式產生的流量會產生不同的模式來交由IT工程師管理。

在傳統的物理服務器環境中，資源管理牽涉到的問題會使用資源分離的方式解決。這就意味著一臺主機只能運行一個工作負載，而且每個工作負載只能使用專用的I/O硬件資源。因為這些物理服務器都是單獨連接在需要的網絡上，這樣不僅能夠確保安全，也能保證性能。這些物理上不同的網絡使用分離設備的方法來防止入侵威脅、拒絕服務攻擊(DDoS)和其他主機上的應用故障等問題。

由于服務器虛擬化的介入，物理主機的模式發生了一些改變。在虛擬化的幫助下，IT經理創建了一個可按需部署的靈活的資源池。任何服務器可以在理想狀態下運行任何應用，而單臺服務器需要充足的網絡連接數來滿足上面運行的所有應用。這能夠幫助冗余、故障切換、災難恢復和其他方面的業務連續性能力，而傳統的物理服務器環境要辦到就比較困難。

對于未來增加網絡連接的需要，虛擬服務器需要專屬的管理網絡系統，如IPMI和VLAN的管理，而且還需要外接存儲連接，比如專屬的iSCSI或者FCoE的端口，又或者由光纖通道連接的特殊存儲區域網絡(SAN)的端口。如果需要虛擬機在其他的物理端口中可移動自如，一個好的SAN環境是必需的。這就需要更多的連接性和接口的設計。

虛擬化環境設計

可以分享的也是最重要的訣竅是：千萬不要去買最昂貴的網絡硬件設備，如果只是因為你覺得它會有幫助。

一臺10GbE能力的HP ProCurve 交換機可能要耗費幾千美元但卻不一定在環境中需要被用到。額外的交換機模塊也會大幅度的提高成本。首要的事情是一次針對核心網絡帶寬的分析。其次，是對未來的規劃。在理解當前的需求和未來的預期后，一位IT經理才能夠在不超出預算的情況下建立起一套合適的網絡架構。

更重要的是，在仔細規劃的前提下，網絡容量需要能夠使工作流暢并帶有一定增長空間。記住，高端的交換機并不代表它能夠提升性能。一個在網絡設計中最容易被忽視的環節是線纜的連接。檢查布線設置，可以非常迅速地確定切換環境可以處理的接口類型。簡單的迭代升級，如從CAT 5E升級到CAT 6E，能夠導致巨大的架構優化。實際上，行業分析師預測80%-90%的新的線路安裝都會采用CAT 6E。向后兼容，如果CAT 5E能夠支持的應用，CAT 6同樣能夠支持。

備注：把所有舊的網絡連線替換成最新的CAT 6E布線不會立即使你擁有千兆的傳輸能力。除非每一個網絡環境中的部件是基于千兆的，否則沒有哪個網絡架構能夠被稱為一個“真正千兆”的網絡架構。

【責任編輯：張玉 TEL：(010)68476606】

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的服务器虚拟化架构设计,服务器虚拟化与数据中心I/O网络架构设计的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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