探究服务器虚拟化与网络IP的关系 (服务器虚拟化 网络ip)

随着企业信息化建设的日益深入，服务器虚拟化技术逐渐成为企业信息化建设的主流。服务器虚拟化技术的出现，使得企业能够充分利用硬件资源，提高服务器的利用率，从而降低企业的运维成本。但是，在进行服务器虚拟化的过程中，网络IP的分配和管理成为了一个必须考虑的问题。本文将从服务器虚拟化和网络IP两个方面，探究它们之间的关系。

一、服务器虚拟化技术的基本原理

服务器虚拟化技术是指将一台物理服务器划分为多个虚拟机，每个虚拟机都可以独立运行操作系统和应用程序。虚拟机之间相互隔离，相互独立，各自拥有自己的计算资源。服务器虚拟化技术的实现有两种方式：全虚拟化和半虚拟化。

全虚拟化技术是指在物理服务器上，通过虚拟化技术创建多个独立的虚拟机。虚拟机运行在虚拟化层里面，虚拟化层模拟硬件操作，而虚拟机就感觉自己在独立的硬件上运行一样。虚拟机可以运行不同的操作系统，例如 Windows、Linux 等。虚拟化技术一般使用 Hypervisor 来实现，Hypervisor 是一个负责管理虚拟机的软件层，它可以将物理硬件资源分配给虚拟机，同时确保虚拟机之间相互隔离，保证每个虚拟机都可以运行独立的操作系统和应用程序。全虚拟化技术的优点是可以在同一台物理服务器上运行多个不同的操作系统和应用程序，提高服务器的利用率。

半虚拟化技术是指在物理服务器上，通过虚拟化技术创建多个独立的虚拟机。虚拟机之间相互隔离，但是它们共享同一种操作系统。半虚拟化技术一般使用操作系统的内核来实现，虚拟机运行在操作系统内核之上。虚拟机可以共享操作系统的内核，但是每个虚拟机需要有自己独立的文件系统。半虚拟化技术的优点是可以减少对物理硬件资源的占用，提高服务器的利用率。

二、网络IP的基本知识

网络IP是指 Internet Protocol 的缩写，它是互联网上用于数据传输的基本协议。网络IP是一个无连接的、不可靠的协议，它只负责数据包的传输，不保证数据包的完整性、可靠性和时序性。网络IP地址是互联网上唯一的标识符，用来标识网络上的每一个节点。网络IP地址一般分为私有地址和公有地址两种。私有地址是指在企业局域网内部使用的地址，不会直接暴露在互联网上；公有地址是指在互联网上使用的地址，它可以直接被其他网络访问到。

在进行服务器虚拟化的过程中，网络IP的管理和分配是一个必须面对的问题。由于物理服务器划分为多个虚拟机，每个虚拟机都需要有自己的网络IP地址。如果网络IP地址分配不当，可能会导致网络冲突、容易被攻击等问题。因此，在进行服务器虚拟化的过程中，需要对网络IP地址进行管理和分配。

三、服务器虚拟化与网络IP的关系

服务器虚拟化技术的出现，使得企业能够更好地利用物理硬件资源，提高服务器的利用率。但是，在进行服务器虚拟化的过程中，网络IP的管理和分配是必须要考虑的问题。以下是服务器虚拟化与网络IP之间的关系：

1.网络IP地址分配

在进行服务器虚拟化的过程中，每个虚拟机都需要有自己的网络IP地址。网络IP地址的分配一般是由网络管理员或系统管理员负责。在实践中，网络管理员或系统管理员通常会使用某些工具来自动分配网络IP地址。

2.网络IP地址管理

在进行服务器虚拟化的过程中，需要对网络IP地址进行管理。网络IP地址管理的目的是保证网络IP地址的正确分配和使用，并防止网络冲突和IP地址欺骗等恶意行为。

3.虚拟机网络配置

在进行服务器虚拟化的过程中，虚拟机的网络配置是一个必须考虑的问题。虚拟机的网络配置需要考虑到网络IP地址、网关、子网掩码等因素。每个虚拟机的网络配置都应该与其他虚拟机的网络配置相互隔离，否则可能导致网络冲突。

4.虚拟机网络隔离

在进行服务器虚拟化的过程中，虚拟机之间需要相互隔离，虚拟机之间不能相互干扰。网络隔离是指在虚拟机之间建立一个安全的网络隔离边界，以保证每个虚拟机都能独立运行。

服务器虚拟化和网络IP之间存在密切的关系。在进行服务器虚拟化的过程中，需要对网络IP进行管理和分配，同时需要对虚拟机网络配置和网络隔离进行考虑。只有这样，才能更好地实现服务器虚拟化的优势和价值。

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• VXLAN介绍

VXLAN介绍

随着网络技术的发展，云计算凭借其在系统利用率高、人力/管理成本低、灵活性/可扩展性强等方面表现出的优势，已经成为目前企业IT建设的新趋势。而服务器虚拟化作为云计算的核心技术之一，得到了越来越多的应用.

服务器虚拟化技术的广泛部署，极大地增加了数据中心的计算密度；同时，为了实现业务的灵活变更，虚拟机VM（Virtual Machine）需要能够在网络中不受限迁移，这给传统的“二层+三层”数据中心网络带来了新的挑战:

1. 虚拟机规模受网络设备表项规格的限制

2. 网络隔离能力有限

3. 虚拟机迁移范围受限

为了应对传统数据中心网络对服务器虚拟化技术的限制，VXLAN技术应运而生，其能够很好的解决上述问题。

1. 虚拟机规模受网络设备表项规格的限制

2. 网络隔离能力有限

3. 虚拟机迁移范围受限

VXLAN是NVO3中的一种网络虚拟化技术，通过将原主机发出的数据包封装在UDP中，并使用物理网络的IP、MAC作为外层头进行封装，然后在IP网络上传输，到达目的地后由隧道终结点解封装并将数据发送给目标主机。

通过VXLAN，虚拟网络可接入大量租户，且租户可以规划自己的虚拟网络，不需要考虑物理网络IP地址和广播域的限制，降低了网络管理的难度。

类似于传统的VLAN网络，VXLAN网络也有VXLAN网络内互访和VXLAN网络间互访。

1. VXLAN 网络内互访

通过VXLAN技术可以实现在已有三层网络上构建虚拟二层网络，实现主机之间的二层互通。

如下图，所示：

基于VLAN接入业务

：

在VTEP上建立VLAN与VNI的映射。这样，当VTEP收到业务侧报文后，根据VLAN与VNI的映射关系，实现报文在隧道内进行转发。

基于报文流封装类型接入业务

：

在VTEP连接下行业务的物理接口上创建二层子接口，并配置不同的流封装类型，使得不同的接口接入不同的数据报文。同时，将二层子接口与VNI进行一一映射。这样业务侧报文到达VTEP后，即会进入指定的二层子接口。即根据二层子接口与VNI的映射关系，实现报文在隧道内进行转发。

2. VXLAN间网络间互访

不同VXLAN之间的主机不能直接进行二层通信，需要通过VXLAN Gateway实现主机的三层通信（vxlan与vxlan之间的互访和vxlan与vlan之间的互访，需要注意的是，vlan与vxlan的访问需要通过vxlan网关进行映射的翻译。）.

如下图所示：

如下图，所示：

1. VTEP发现和地址学习过程。

如下图，所示：

2. VXLAN单播数据流转发过程。

如下图，所示：

3. 多目的流量处理

由于目前信令下而已尚未实现，多目的流量（Broadcast，Multicast，Unkonwn）利用底层IP网络提供的组播服务实现，即借助数据转发平台实现。

如下图，所示：

当BUM报文进入VXLAN隧道，源端VTEP依据获取的隧道列表对报文进行复制，并分别进行封装。BUM报文出VXLAN隧道，目的端VTEP对报文解封装。

1. 实验拓扑

2. 实验需求

3. 设备 IP地址规划如下表所示

4. 实验配置

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