1.使网络架构更复杂
在数据中心的网络设计方面,普遍使用核心(Core)、汇聚(Aggregation)和接入(Access)这三层架构,但是随着虚拟交换机的出现,数据中心的网络虽然还能维持三层架构,但是接入层将从原先常见的机架(Rack)或者刀片机箱(Blade Chassis)级别降至主机(Host)级别,这不仅影响这三层架构,而且打破了之前每个网口对应唯一一个物理机的假设。同时,虚拟交换机又打破了另一个操作系统无法移动的假设,其原因是高级的虚拟化技术(比如vMotion)使一个操作系统在多个物理机乃至多个数据中心之间移动。这种移动性的变化对整个网络架构产生了非常大的影响。首先,部分属于汇聚层的网络服务需要修改以支持虚拟机的移动性。其次,在接入层,vMotion需要动态迁移的发起者和接受者都必须位于一个统一的第二层网段内,而且为了迁移方便,会有过多的主机接入到同一个第二层的网段内,这种方式极大地违反了经典的网络设计理念。最后,在普通物理环境下,每个网口和接入它的物理机的网络设置[比如端口的安全设置、ACL(Access Control List,访问控制列表)和VLAN等]都是固定的,但是在虚拟环境中,因为系统会不断迁移,导致上面提到的这些网络配置也需要做相应迁移来保持统一,这个工作也是很麻烦的。
2.加大管理难度
虽然虚拟交换机的诞生带来了很多方便,但是如果数据中心部署了许多虚拟主机的话,这将会带来很多管理问题。首先,每个虚拟交换机都是一个独立的管理点,如果需要管理它的话,那就需要耗费很多精力,所以经常被忽视;其次,因为现在虚拟交换机属于主机这个层次,普遍由服务器管理员负责,而不是由网络管理员控制,所以虚拟交换机的设置和维护都脱离了数据中心整体的网络架构,再加上虚拟机的移动性,更加大了管理工作的难度。
为了解决上面提到的那些虚拟交换机的不足,VMware在vSphere4中推出了分布式虚拟交换机(vDS)。vDS堪称VMware新一代的虚拟网络技术,它是能横跨多个主机的分布式交换机,而不是像虚拟交换机那样只能在一台主机上活动。
它的实现机制是分离了交换机的数据功能和控制功能。虽然数据功能还是由主机上的虚拟交换机来处理的,但是控制功能都被集中起来移至主机之外,并将其安装在一个特制的虚拟机内(比如Cisco Nexus 1000V)、Virtual Center内或者一个特制的物理机上(比如Cisco Nexus 1010)。
引入vDS最大的好处就是简化了管理。它通过一个能横跨多个主机的数据中心级分布式交换机来替代很多主机层次的虚拟交换机。通过这个方式,不仅能对虚拟环境的网络资源进行统一管理,而且可以通过Virtual Center来进行管理。
在vSphere4中,VMware还推出了主机配置(Host Profile)和分布式虚拟端口组(Distributed Virtual Port Groups)这两个功能来进一步简化vDS的部署和管理,同时能更好地维护网络配置的一致性。另外,vDS还支持其他一些网络功能,具体如下。
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