云计算原理与实践 第六章、云计算网络

一、基本概念

1、覆盖网络是一种在原有网络基础上构建的网络连接抽象及管理的技术。

2、覆盖网络通常的实现方法是在原有网络的基础上构建隧道。目前常用于构建隧道的网络协议有如下几种

（1）GRE：（通用路由封装协议（GRE）是一种对不同网络层协议数据包进行封装通过IP路由的隧道协议。）GRE是作为隧道工具开发的，旨在通过IP网络传输任意的OSI模型第三层协议。GRE的实质是创建一个类似于虚拟专有网络（VPN）的专有的、点对点的网络连接。

（2）VLAN：（虚拟局域网（VLAN）是一种对局域网（LAN）进行抽象隔离的隧道协议。VLAN允许网络管理员对其网络进行分区云计算原理，以匹配其系统功能和安全要求。）IEEE 802.1Q是定义VLAN的标准，VLAN标识符或标签由以太网帧中的12位组成，故在局域网上只能创建4096个VLAN（交换机上的端口可以分配给一个或多个VLAN）。

（3）VXVLAN：（虚拟可扩展局域网（VXLAN）是一种封装协议。由网络通信厂商提出）VXVLAN的主要目标是通过添加24位段ID将可用ID增加到1600万个来扩展VLAN地址空间。

（4）NVGRE：（使用通用路由封装的网络虚拟化（NVGRE）是一种网络虚拟化方法，使用封装和隧道为子网创建大量VLAN。）NVGRE标准的主要功能包括识别用于解决与多租户网络相关问题的24位租户网络标识符（TNI），并使用GRE创建可能被限制隔离的虚拟第2层网络到单个物理第2层网络或跨越子网边界。

NVGRE规范由微软、英特尔、惠普和戴尔共同提出。

3、在云计算的供应关系中，接受云服务供应商直接提供服务的客户被称为租户。（租户向云服务供应商租用相应的虚拟化资源（包括虚拟化的网络系统），并利用这些虚拟化资源来构建自己的软件服务，完成自身的业务需求。）这一虚拟化的网络系统被称为租户网络。

两种不同的云计算服务架构为：“单租户架构”和“多租户架构”。其区别在于同一套云计算的管理系统是否能够同时服务于多个租户。

三、用Mininet搭建数据中心仿真环境

1、Mininet是一款基于Python和Linux网络命名空间实现的轻量级网络仿真工具。由于其默认支持OpenFlow实现，经常被用于与软件定义网络相关的网络仿真实验中。

2、需要虚拟化资源的原因：共享、隔离、聚合、动态、管理便捷。

3、网络功能的扩展与结构的复杂化，使得传统基于IP的简洁网络架构日益臃肿且越来越无法满足高效、灵活的业务承载需求。软件定义网络（SDN）技术是一种新型的网络解决方案，其将网络的控制平面与数据平面分离的理念为网络的发展提供了新的可能。

4、SDN标准化组织开放网络基金会（ONF）提出的SDN体系结构包括三个层次：SDN的基础设施层、SDN的控制器层、SDN的应用层，同时包含南向接口（控制器与基础设施层的网络设备进行通信）和北向接口（控制器与上层的应用服务进行通信）两个接口层次。

5、软件定义网络的核心思想是：打破原有网络硬件系统对网络系统抽象分层的束缚。从系统构建的视角（而非数据传输的视角），将网络系统自底向上抽象为三个平面，即我们常说的数据平面、控制平面和应用平面。

6、（SDN的北向API目前尚未被标准化，每个控制器都有不同的编程接口规范。在此标准化之前，SDN网络应用程序的开发将受到限制。）而东西向API并不是所有控制器都支持。只有类似OpenDaylight和ONOS这种着眼于大规模网络控制的平台，才有针对东西向API的设计。

在众多SDN控制器的南向API中，OpenFlow目前最受欢迎并被广泛使用。

7、随着下一代网络设计和标准的出现，以及SDN和NFV框架的不断发展，OpenDaylight提供了所需的灵活性来支持日益增长的业务、应用和网络需求。（SDN控制器方法特别适用于以网络为主要业务驱动因素的公司或组织。）

8、在ONOS中，Intent是一个不可变的模型对象，用于描述应用程序对ONOS核心的请求，以改变网络的行为。

Intents可以用下面的形式来描述：网络资源、约束、标准、指令。

9、（P4是目前比较受欢迎的一种可编程数据平面解决方案。它的提出者、SDN早期的倡导者是斯坦福大学的尼克·麦基翁教授，同时也是OperFlow协议的发起人之一。）

P4是一种SDN的高级编程语言。它旨在描述转发、修改或检查网络流量的任何系统或设备的数据平面的行为。

10、OpenStack Neutron是一个专注于在虚拟计算环境中提供网络即服务（NaaS）的SDN网络项目。

（编辑：站长网）

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