服务器虚拟化对网络配置的影响

日期: 2009-04-12 作者:Scott Lowe翻译:曾少宁 来源:TechTarget中国 英文

服务器虚拟化的采用使组织能够减少数据中心的物理服务器的数目,并提供更大的灵活性来满足快速变化的业务需要。然而,服务器虚拟化也同时带来了新的挑战,而其中一个方面是数据中心的网络配置。数据中心网络管理员将必须准备应对变化的多媒体访问控制(MAC)地址,新使用的虚拟LAN(VLAN),以及与服务器管理员的新交互。 在没有服务器虚拟化解决方案的情况下,数据中心网络管理员通常并不需要处理持续改变的MAC地址,也不需要跟踪MAC地址。

这是因为MAC地址通常绑定在服务器的物理网卡(NIC)上。因此,一般情况下数据中心网络管理员可以将服务器的MAC地址看作是一个固定值,同时他们可以根据固定的MAC地址做IP地……

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服务器虚拟化的采用使组织能够减少数据中心的物理服务器的数目,并提供更大的灵活性来满足快速变化的业务需要。然而,服务器虚拟化也同时带来了新的挑战,而其中一个方面是数据中心的网络配置。数据中心网络管理员将必须准备应对变化的多媒体访问控制(MAC)地址,新使用的虚拟LAN(VLAN),以及与服务器管理员的新交互。

在没有服务器虚拟化解决方案的情况下,数据中心网络管理员通常并不需要处理持续改变的MAC地址,也不需要跟踪MAC地址。这是因为MAC地址通常绑定在服务器的物理网卡(NIC)上。因此,一般情况下数据中心网络管理员可以将服务器的MAC地址看作是一个固定值,同时他们可以根据固定的MAC地址做IP地址分配计划,或者修复网络连接。

然而,在服务器虚拟化解决方案中,虚拟的服务器MAC地址是可以变化的。幸运的是,虚拟服务器的MAC地址改变的情况是有限的。例如,在VMware Infrastructure 3 (VI3)环境中, MAC地址只是在“冷迁移”时改变,即当虚拟机(VM)关机,然后从一个位置迁移到另一个位置时。在这些情况下,当VM在新的位置上重新启动时,它将获得一个新的MAC地址。任何根据旧的MAC地址创建的配置都将不再适用。在同一个VI3环境中,执行热迁移——即VMotion——将不会生成新的MAC地址。

其它服务器虚拟化解决方案,如Microsoft Hyper-V和Citrix XenServer,可能会有不同的情况,其中虚拟机的MAC地址可能会改变。但这里问题的关键是VM的MAC地址可能发生改变的频率远远超过物理系统。

幸运的是,数据中心网络管理员并不经常基于MAC地址来进行网络配置的。但是,这些配置的确是存在的,数据中心网络管理可以选择手动生成MAC地址——而不是允许虚拟化解决方案动态生成MAC地址——以及跟踪给虚拟机赋予新MAC地址的过程。这个手动的过程可能会发生错误。当然,这些错误本身最常见的形式是MAC地址冲突。这些MAC地址冲突会导致间歇性连接丢失,并很难进行修复。不幸的是,没有任何简便的方法可以“检测”MAC地址冲突;不稳定和间断性的连接问题是唯一真实的表象。

增加的VLAN使用

VLAN也会受到引入的服务器虚拟化的严重影响。虽然数据中心网络管理员非常熟悉VLAN的使用,但是他们并没有做好准备来应对在许多服务器虚拟化产品中广泛应用的VLAN。比如,VMware ESX和VMware ESXi都广泛支持802.1q VLAN标签。其中甚至包括在已经支持VLAN管理的操作系统上使802.1q VLAN传输到虚拟机器的功能。

然而为了利用这些VLAN支持,物理交换机端口必须配置为802.1q VLAN TRINK中继。这种配置方法与很多数据中心网络管理员对交换机进行的配置是相反的。一般来说,数据中心网络端口是配置为访问端口的,它只接收某个VLAN的流量,并且,这些端口并不会将802.1q VLAN标签传输到服务器上。在没有将物理交换机端口配置为802.1q VLAN中继的情况下,往往在物理交换机上需要更多NIC和更多Gigabit Ethernet端口来实现与802.1q VLAN支持的相同层面的灵活性。这可能增加初始采购成本并降低服务器虚拟化解决方案的总体ROI。

除了修改物理交换机端口的默认配置,数据中心网络管理员也将需要逐渐适应交换机和运行服务器虚拟化软件的服务器之间VLAN配置的更密切的交互。VLAN不仅必须在交换机上配置,它们还必须被允许通过VLAN中继,以及在服务器虚拟化软件中以正确的VLAN ID进行正确的配置。这些并不涉及本地(未标签的)VLAN设置以及它们与服务器虚拟化软件的交互方式。由于所有的操作都在物理服务器上进行,因此一个不正确的设置将会对网络连接造成负面影响。

数据中心网络管理员和服务器管理员之间对于VLAN的交互越紧密,这两个组将必须比过去更紧密地协作,而VLAN配置只是其中协作的几个领域之一。另外的领域是连接聚合配置。

NIC组合和绑定

有些服务器虚拟化解决方案也提供支持各种不同的NIC组合或绑定的方式。支持NIC组合或绑定允许虚拟化解决方案支持冗余和/或多物理NIC的更有效使用。在某些情况中,NIC组合或绑定也要求进行物理交换机配置,一般是通过802.3ad/LACP(Link Aggregate Control Protocol) 或其它私有协议,如Cisco的Gigabit EtherChannel或者Nortel的Multi-Link Trunk,来激活连接聚合支持。

这就意味着数据中心网络管理员和服务器管理员将需要共享关于哪些NIC被嵌入哪个网络端口的信息,这样才能正确配置连接聚合。幸运的是,有些虚拟化解决方案包含支持诸如Cisco Discovery Protocol (CDP)的技术来简化将NIC匹配到交换机端口的过程。实现连接聚合在服务器虚拟化中正确地工作也可能要求修改本地物理交换机的负载均衡配置。

最后,服务器虚拟化最大的一个好处——快速和简单地提供新虚拟机的功能——也可能是数据中心网络管理员最头痛的问题。在某些环境中,虚拟化实现会导致“VM蔓延”,而管理员必须跟踪大量IP地址和网络设备,以及频繁添加的新虚拟服务器。数据中心网络管理员必须为这个可能性作好准备,同时系统和程序必须到位以便处理潜在的更大IP地址需求。

作者

Scott Lowe
Scott Lowe

Scott Lowe是ePlus Technology公司的高级工程师。他拥有广泛的经验,尤其是在存储区域网络、服务器虚拟化、目录服务和互操作性这样的企业技术方面。

翻译

曾少宁
曾少宁

TechTarget中国特约技术编辑,某高校计算机科学专业教师和网络实验室负责人,曾任职某网络国际厂商,关注数据中心、开发运维、数据库及软件开发技术。有多本关于思科数据中心和虚拟化技术的译著,如《思科绿色数据中心建设与管理》和《基于IP的能源管理》等。

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