虚拟化该成为网络面向应用的第一步

三、N:1:M虚拟化

N:1的虚拟化和1:N的虚拟化从技术角度采用了相反的实现技术，但可以将两者的技术进行融合，实现将多台物理设备通过N:1虚拟化技术虚拟成一台逻辑设备，再将此逻辑设备通过1:N技术虚拟成多台逻辑设备，这种组合简称为N:1:M虚拟化(如图11所示)。

图11 N:1:M虚拟化示意图

以IRF+MDC组网为例，这种N:1:M的虚拟化的明显特点就是：整合层次，降低运营成本。

利用IRF+MDC技术，可以对数据中心设计进行多层次的整合。整合方式可以分为三种方式(如图12所示)：

水平整合：将汇聚层的4台设备整合成两台物理设备。将两台物理设备互为主备为接入网络进行服务。

垂直整合：将核心层和汇聚层的设备整合，物理设备上分成两个MDC，分别为核心层和汇聚层服务。

混合整合：将两台物理设备组成IRF逻辑设备上划分三个MDC，两个MDC管理接入网络，做到接入的业务隔离，一个MDC连接核心层，满足清晰的分层策略需求。

图12 数据中心N:1:M虚拟化的整合方式

四、纵向虚拟化

上述的N:1虚拟化是一种对称方式整合的网络设备资源的技术，其中的N是有相同能力的对等设备，互为备份。随着数据中心内服务器规模的迅速增长，纵向虚拟化技术(Vertical Converged Framework，纵向融合框架，以下简称VCF)应运而生。纵向虚拟化技术能将非对称的网络设备进行资源整合，既提高了网络设备的端口密度，又方便了整体设备的管理。

VCF在纵向维度上支持对系统进行异构扩展，即在形成一台逻辑虚拟设备的基础上，可把一台盒式设备作为一块远程接口板加入主设备系统，以达到扩展I/O端口能力和进行集中控制管理的目的。

在VCF技术体系中，设备按角色分为CB(Controlling Bridge)和PE(Port Extender)两种。CB表示控制设备，PE表示纵向扩展设备，称远程接口板。

CB可以是N:1虚拟化后的逻辑设备组成，和纵向的PE设备采用跨设备聚合方式来进行连接。

PE设备相当于CB设备的端口扩展板，提高CB的端口密度。控制层面上的网络配置、协议计算等由CB设备进行统一管理;PE设备的版本和配置文件可通过CB设备进行下载。

PE间的流量经过CB进行转发，可通过对纵向连接端口进行聚合的方式扩大带宽(如图13所示)。

图13 VCF典型拓扑

如图14所示，利用VCF技术，可以将接入层和汇聚层进行整合，简化管理，满足网络部属中的高端口密度需求。

注：更多的VCF技术信息见本期【讲堂】栏目的文章：VCF纵向虚拟化架构

图14 VCF对汇聚和接入层的整合

五、虚拟化技术的整合应用

N:1网络虚拟化减少了网络上逻辑设备的数量，提高了设备管理效率，简化网络层次，并且提高设备扩展能力，保护用户投资。1:N的虚拟化节约了网络中的物理设备数量，用户在网络业务部属中已经看不到具体的物理设备，而是一个个提供网络服务的逻辑设备，将这两种技术混合的N:1:M虚拟化使得网络更有利于层次的整合、易于扩展。

在数据中心的应用中，网络设备虚拟化技术也深入到各个层面(如图15所示)，在接入层设备采用纵向虚拟化技术来扩大网络设备的接入设备端口密度，在 PE设备上采用EVB协议和虚拟服务器间通过虚拟通道进行连接;在汇聚层设备采用N:1的虚拟化技术对下行链路提供了可靠冗余的连接，对上行的核心设备提供的简单的协议控制，在汇聚层连接Internet的边缘设备上，可以采用TRILL、PBB/SPB、EVI、VPLS等技术将该站点在数据中心大二层网络中互联;在核心层可以采用N:1:M的技术，在进行业务冗余备份的同时，将不同用户的云划分到不同的MDC中，即保证了业务的安全性，又可将逻辑设备托管由用户自行进行各站点间的拓扑结构的管理。

图15 数据中心内的虚拟化技术应用

六、 结束语

随着面向应用的网络进一步深化，出现了软件定义网络模型(Software Defined Network,SDN)，SDN的出现将让用户能基于网络设备厂商API接口更好的利用现有网络设备资源，这些API接口可以基于设备本身提供，也能基于服务器上运行的Network OS提供。当用户能更好的根据自己的应用来定义网络设备时，将更需要网络设备能够实现完全彻底的虚拟化：将网络设备通过N:1虚拟化后作为整体资源，通过 1:N虚拟化技术根据应用创建新的逻辑设备和资源部属;同时用户可以根据该应用的流量、应用的安全等特点进行联动——利用设备提供的自动化功能进行网络资源的动态部属，实现一个更加可靠、更加灵活、更易于扩展的网络。