Модуль 13 Виртуализация сети

Итоги виртуализации сети:

•Облачные вычисления предполагают наличие большого числа подключенных через сеть компьютеров, которые физически могут размещаться в любой точке земного шара. Облачные вычисления помогают сократить операционные расходы за счет более эффективного использования ресурсов.

•Три основные службы облачных вычислений, определенные Национальным институтом стандартов и технологий (NIST), — это программное обеспечение как услуга (SaaS), платформа как услуга (PaaS) и инфраструктура как услуга (IaaS).

•Есть четыре типа облаков: публичные, частные, гибридные и коллективные.

•Центр обработки данных. Обычно это специализированная система для хранения и обработки данных, принадлежащая ИТ-отделу компании или арендуемая у третьих сторон. ЦОД обычно дорого создавать и обслуживать.

•Облачные вычисления. Как правило, размещенный не на территории заказчика сервис, который предоставляет доступ по запросу к совместно используемому пулу настраиваемых вычислительных ресурсов. Эти ресурсы можно быстро выделять и освобождать с минимальными усилиями по управлению

•Виртуализация — это основа облачных вычислений. Виртуализация отделяет операционную систему от аппаратного обеспечения.

•Виртуализация снижает затраты, поскольку требуется меньше оборудования, меньше энергии и меньше места. Она обеспечивает более простое создание прототипов, ускорение подготовки серверов, увеличение времени безотказной работы сервера, улучшение аварийного восстановления и поддержку устаревших компонентов.

•Гипервизоры типа 1 устанавливаются непосредственно на физическом сервере или сетевом оборудовании. Гипервизор типа 2 — это программное обеспечение, которое создает и обеспечивает работу экземпляров виртуальных машин. Он может быть установлен поверх ОС или может быть установлен между прошивкой и ОС.

•В гипервизорах типа 1 используется подход bare metal (без ОС). Он называется так потому, что гипервизор устанавливается непосредственно на аппаратную часть. Гипервизоры типа 1 имеют прямой доступ к аппаратным ресурсам, и оказываются более эффективными, чем размещенные архитектуры. Они улучшают масштабируемость, производительность и отказоустойчивость.

•Для управления гипервизорами типа 1 требуется «консоль управления».

•Виртуализация серверов скрывает серверные ресурсы (например, количество и идентификаторы физических серверов, процессоров и ОС) от пользователей серверов. В этом случае могут возникать проблемы, если центр обработки данных использует традиционные сетевые архитектуры.

•Потоки трафика значительно отличаются от традиционной модели типа «клиент-сервер». Как правило, происходит обмен значительным объемом трафика между виртуальными серверами (трафик Восток-Запад), который со временем меняется в местоположении и интенсивности. Трафик Север-Юг происходит между распределением и основным уровнями и обычно предназначен для удаленных местоположений, таких как другой центр обработки данных, другие поставщики облачных услуг или Интернет.

•Для поддержки виртуализации сети были разработаны две основные сетевые архитектуры: программно-определяемая сеть (SDN) и Cisco Application Centric Infrastructure (ACI).

Компоненты SDN могут включать OpenFlow, OpenStack и другие компоненты

•Сетевое устройство содержит уровень управления и уровень передачи данных. Уровень управления — обычно считается «мозгом» устройства.

•SDN - это в основном разделение плоскости управления и плоскости данных. Для виртуализации сети с каждого устройства удаляется функция уровня управления, которую начинает исполнять один централизованный контроллер.

•Контроллер SDN — это логическая сущность, которая позволяет сетевым администраторам определять, как уровень передачи данных на коммутаторах и маршрутизаторах будет обрабатывать сетевой трафик.

•Уровень передачи данных, также называемый уровнем пересылки, обычно представляет коммутационную структуру, которая связывает разные сетевые порты на устройстве и используется для пересылки потоков трафика.

•Уровень управления отвечает за управление устройством через его подключение к сети.

•Компания Cisco разработала ориентированную на приложения инфраструктуру (ACI), чтобы решать задачи более современными и инновационными способами, чем те, которые основаны на SDN.

•Архитектура Cisco ACI — это специализированное аппаратное решение для интеграции облачных вычислений и управления ЦОД.

•На верхнем уровне элемент управления политиками сети удаляется из уровня передачи данных. Это упрощает создание сетей центра обработки данных.

•Три основных компонента архитектуры ACI - это ANP, APIC и коммутаторы Cisco Nexus серии 9000.

•Структура Cisco ACI состоит из контроллера APIC и коммутаторов Cisco Nexus серии 9000, использующих двухуровневую топологию «ствол и листья».

•В отличие от SDN, контроллер APIC напрямую не управляет каналом данных. Вместо этого APIC обеспечивает централизованное хранение определений политик и программирует листовые коммутаторы на пересылку трафика с учетом определенных политик.

•Существует три типа SDN: SDN на основе устройств, SDN на основе контроллера и SDN на основе политик.

•SDN на базе политик включает дополнительный уровень политик, который работает на более высоком уровне абстракции. SDN на базе политик — наиболее надежный тип, предоставляющий простой механизм контроля и управления политиками во всей сети.

•Cisco APIC-EM - пример SDN на базе политик. Cisco APIC-EM предоставляет единый интерфейс для управления сетью, включая обнаружение и доступ к списку устройств и хостов, просмотр топологии, трассировку пути между конечными точками и настройку политик.

•APIC-EM Path Trace позволяют администратору легко визуализировать потоки трафика и обнаруживать любые конфликтующие, дублированные или теневые записи ACL. Этот инструмент исследует конкретные ACL-списки на пути между двумя конечными узлами и показывает все возможные неполадки.