著者について: クラウド コンピューティング ネットワークの運用保守担当者。ネットワークと運用保守の技術と乾物を日々共有しています。
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目次
早期レビュー
序文
この章では、クラウド コンピューティング仮想化におけるネットワーク アーキテクチャについて説明します。
1.NICの仮想化
1. NIC仮想化方式：
(1) ソフトウェアNIC仮想化：
各仮想マシンが同じ物理ネットワーク カードを共有することは、主にソフトウェア制御によって実現されます。ソフトウェアによって仮想化されたネットワーク カードは、個別の MAC アドレスと IP アドレスを持つことができます。
すべての仮想マシンの仮想ネットワーク カードは、仮想スイッチと物理ネットワーク カードを介して物理スイッチに接続されます。仮想スイッチは、物理ネットワーク ポートから仮想マシン上のデータ パケットを転送する役割を果たします。
仮想マシン - 「仮想ネットワーク カード」 - 「仮想スイッチ」 - 「物理スイッチ」
(2) ハードウェアネットワークカードの仮想化
主に使用されるテクノロジーは、I/O パススルー技術であるシングル ルート I/O 仮想化 (Single Root I/O Virtulization、SR-IOV) であり、ハードウェアの支援により、仮想マシンは物理デバイスを経由せずに直接アクセスできます
。 VMM。
このテクノロジーは 128-512 ネットワーク カードを直接仮想化できるため、仮想マシンが独立したネットワーク カードを取得して I/O リソースを直接使用できるようになります。SR-IOV を使用すると、ネットワーク送信が
ソフトウェア シミュレーション レイヤーをバイパスして仮想マシンに直接配信できるため、ソフトウェア シミュレーション レイヤーの I/O オーバーヘッドが削減されます。
2. 仮想化ソフトウェアスイッチ
OVS (Open vSwitch) オープン仮想化ソフトウェア スイッチは、オープンソースの Apache2.0 ライセンス契約を使用し、主に仮想マシン VM 環境で使用されるソフトウェアベースのオープンソース仮想イーサネット スイッチです。
多くのオープンソース仮想化プラットフォーム (Xen、KVM、および VirtualBox の複数の仮想化テクノロジをサポート) と統合するには、次の 2 つの主な機能があります。
- 仮想マシン間でトラフィックを渡します。
- 仮想マシンと外部ネットワーク間の通信を実現します。
3. 仮想化におけるネットワークアーキテクチャ
仮想化におけるネットワークアーキテクチャでは、通常、仮想マシンと物理スイッチを接続する仮想スイッチを使用して仮想マシン間の通信を実現します。
4. 仮想化における主要なネットワーク リソース
仮想化における主要なネットワーク リソースは、次のように大別できます。
- 物理リソース: 物理サーバー (物理ネットワーク カードを提供)。物理スイッチ (物理ネットワークを提供します)。
- 仮想リソース: 仮想マシン (仮想ネットワーク カードを提供)、仮想スイッチ (仮想スイッチング ポート (グループ) およびアップリンクを提供)
仮想スイッチは、仮想化ネットワーク内で接続の役割を果たします。
5. 仮想化におけるデータ転送パス
- 同じポート グループ内の異なるサーバーにある仮想マシン間の通信は、物理ネットワークを経由する必要があります。
- 同じポート グループ上の同じサーバー内の仮想マシン間の通信は、物理ネットワークを経由する必要はありません。
- 異なるポート グループを持つ同じサーバーの仮想マシン間の通信は、物理ネットワークを経由する必要があります。
6. 仮想ネットワーク
1. 仮想ネットワーク技術
リンク仮想化: 仮想リンクアグリゲーション
VPC仮想リンク アグリゲーションは、最も一般的なレイヤー 2 仮想化テクノロジです。
リンクアグリゲーションは、複数の物理ポートをまとめて 1 つの論理ポートに仮想化します。ただし、従来のリンク アグリゲーションではデバイスをまたぐことができません。VPC はこの問題をうまく解決します。デバイスをまたぐだけでなく、リンク帯域幅を増加させ、リンク層の高可用性を実現します。
リンク仮想化: トンネル仮想化
トンネリング プロトコルとは、トンネリング プロトコルを介した、異なるプロトコルを持つ複数のネットワークの相互接続を指します。トンネルを通過するデータは、さまざまなプロトコルのデータ フレームまたはパケットである可能性があります。トンネルは、データ フローを特定のアドレスに強制的に送信し、中間ノードのネットワーク アドレスを隠し、必要に応じてデータを暗号化する機能を提供します。
典型的なトンネリングプロトコル:
- GRE (Generic Routing Encapsulation) 一般ルーティングのカプセル化。
- IPsec (インターネット プロトコル セキュリティ) インターネット プロトコル セキュリティ。
2. 仮想ネットワーク
仮想ネットワーク: 仮想リンクで構成されるネットワーク。
仮想ネットワーク ノード間の接続は、物理ケーブルではなく、特定の仮想化リンクによって接続されます。
一般的な仮想ネットワークには次のものがあります。
- ラミネートネットワーク（仮想レイヤ2拡張ネットワーク）
- VPNネットワーク
3. カスケードネットワーク
オーバーレイ ネットワーク: 既存のネットワークに基づいて別のネットワークを構築します。
カスケード ネットワークにより、宛先が IP アドレスで識別されないホストに情報をルーティングできます。
カスケード ネットワークでは、既存のリソースを最大限に活用し、コストを増加させることなく、より多くのサービスを提供できます。（例：ADSLインターネットアクセス回線は既存のPSTN網をベースに実装されています）
4.VXLAN
VXLAN (Virtual eXtensible Local Area Network) 仮想拡張ローカル エリア ネットワーク: 既存の VLAN テクノロジーでは大規模なレイヤー 2 ネットワークのニーズを満たすことができないという問題を解決します。
VXLAN テクノロジーは、大規模なレイヤー 2 仮想ネットワーク テクノロジーです。
原理は、データ リンク層として UDP 形式の外部トンネルを導入し、元のデータ メッセージのコンテンツがトンネルのペイロードとして送信されることです。
5. 仮想プライベートネットワーク
VPN (Virtual Private Network): 中規模および大企業間またはグループ間のプライベート ネットワークを接続するために一般的に使用される通信方法です。
イントラネット情報は、インターネットなどの共通のネットワーク インフラストラクチャを通じて配信されます。
暗号化トンネルプロトコルを利用することで、機密性、端末認証、情報の正確性などのセキュリティ効果を実現します。このテクノロジーにより、安全でないネットワーク上で信頼性の高い安全な情報を送信できます。
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簡単な紹介
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拡張子:従来の EXT4 ファイル システムからフラッシュ メモリに優しい F2FS ファイル システムまで、完全に解釈されています。
著者について
SSDFans は、Dandan (Duan Xinghui、Longsys のチーフ ソフトウェア エンジニア)、Duan (Zhao Zhanxiang、Yunxiu Capital のパートナー兼 CTO)、Marx (Wang Sheng、CNEXLABS ファームウェア開発シニア マネージャー)、および SSD Siege Lion によって 2014 年に設立されました。共通の夢と追求が一つになります。SSDFans の本来の目的は、ソリッド ステート ストレージに関する知識を広め、母国のソリッド ステート ストレージ ビジネスに貢献することでした。SSDFans は、中国だけでなく世界中の中国人サークルにも影響力のある SSD テクノロジー コミュニティです。
Hu Bo は 華中科技大学の制御学部を卒業し、ソリッドステート ストレージ業界で 15 年間働いてきました。現在は Solidigm でエンタープライズ レベルの SSD 関連の仕事に取り組んでいます。マイクロン、 Dell、Maxio など、研究開発、PM、マーケティング、販売、品質を担当、AE/FAE など関係する製品には、NAND、DRAM、SSD、UFS、コントローラーなどが含まれます。余暇には執筆と共有に熱心に取り組んでおり、国内のソリッドステート ストレージ エコロジーと技術開発の促進に貢献したいと考えています。
Shi Liang 氏 は華東師範大学の教授兼博士指導教員であり、上海の「科学技術のスター」です。研究の方向性には、ストレージ媒体の信頼性、ストレージ制御アルゴリズム、ストレージ ファイル システム、システム全体のソフトウェアとハードウェアのコラボレーション テクノロジが含まれます。FAST、ATC、MICRO、HPCAなどのトップ国際会議で多数の論文を発表。彼はストレージの分野で学術および企業に多大な貢献をしてきました。
セン・ビアオ氏、 Shanghai Luanqi Technology 創設者、Fudan BI MBA。かつてはAMD、Seagate (LSI)、CNEXLABSなどに勤務し、現在はShanghai Luanqi Technologyでストレージ製品のテスト装置の開発に注力するテクノロジー企業です。SSD マスター コントロールとモジュール テストで 10 年以上の経験を持つ彼は、中国で SSD の研究開発に従事した初期のエンジニアの 1 人であり、SandForce の SATA マスター コントロール、CNEXLABS PCIe シリーズ マスター コントロール、DPU などの製品に参加しています。およびその他の製品。SSD製品のテスト経験。
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