В вычислительной технике виртуализация сети — это процесс объединения аппаратных и программных сетевых ресурсов и сетевых функций в единый программный административный объект — виртуальную сеть . Виртуализация сети включает в себя виртуализацию платформ , часто в сочетании с виртуализацией ресурсов.
Виртуализация сети подразделяется на внешнюю виртуализацию , объединяющую множество сетей или частей сетей в виртуальную единицу, или внутреннюю виртуализацию , предоставляющую сетевую функциональность программным контейнерам на одном сетевом сервере .
При тестировании программного обеспечения разработчики программного обеспечения используют виртуализацию сети для тестирования разрабатываемого программного обеспечения в моделировании сетевых сред, в которых оно предназначено для работы. Виртуализация сети, являясь компонентом проектирования производительности приложений , позволяет разработчикам эмулировать соединения между приложениями, службами, зависимостями и конечными пользователями в тестовой среде без необходимости физического тестирования программного обеспечения на всех возможных аппаратных средствах или системном программном обеспечении. Валидность теста зависит от точности виртуализации сети при эмуляции реального оборудования и операционных систем .
Различные поставщики оборудования и программного обеспечения предлагают виртуализацию сети путем сочетания любого из следующих средств:
Виртуализация внешней сети объединяет или разделяет одну или несколько локальных сетей (LAN) на виртуальные сети для повышения эффективности большой сети или центра обработки данных. Ключевыми компонентами являются виртуальная локальная сеть (VLAN) и сетевой коммутатор . Используя эту технологию, системный администратор может настроить системы, физически подключенные к одной и той же локальной сети, в отдельные виртуальные сети. И наоборот, администратор может объединить системы в отдельных локальных сетях (LAN) в одну VLAN, охватывающую сегменты большой сети.
Виртуализация внутренней сети настраивает единую систему с программными контейнерами , такими как программы управления гипервизором Xen , или псевдоинтерфейсами, такими как VNIC , для эмуляции физической сети с помощью программного обеспечения. Это может повысить эффективность отдельной системы за счет изоляции приложений в отдельных контейнерах или псевдоинтерфейсах. [1]
Citrix и Vyatta создали стек протоколов виртуальной сети, сочетающий в себе функции маршрутизации, брандмауэра и VPN Vyatta с балансировщиком нагрузки Citrix Netscaler , оптимизацией глобальной сети (WAN) повторителя филиалов и VPN уровня защищенных сокетов .
Виртуализация сети OpenSolaris обеспечивает так называемую «сеть в коробке» (см. Виртуализация сети OpenSolaris и управление ресурсами ).
Microsoft Virtual Server использует виртуальные машины для создания «коробочной сети» для систем x86 . Эти контейнеры могут работать под управлением различных операционных систем, таких как Microsoft Windows или Linux , либо связанных с конкретным контроллером сетевого интерфейса (NIC), либо независимо от него.
Виртуализация сети может использоваться при разработке и тестировании приложений для имитации реального аппаратного и системного программного обеспечения. При проектировании производительности приложений виртуализация сети позволяет эмулировать соединения между приложениями, службами, зависимостями и конечными пользователями для тестирования программного обеспечения.
Виртуализация беспроводной сети может иметь очень широкую сферу применения: от совместного использования спектра, виртуализации инфраструктуры до виртуализации радиоинтерфейса. Подобно виртуализации проводной сети, при которой физическая инфраструктура, принадлежащая одному или нескольким провайдерам, может совместно использоваться несколькими поставщиками услуг, виртуализация беспроводной сети требует абстрагирования физической беспроводной инфраструктуры и радиоресурсов и их изоляции от ряда виртуальных ресурсов, которые затем можно предлагаться различным поставщикам услуг. Другими словами, виртуализацию, независимо от того, проводные или беспроводные сети, можно рассматривать как процесс разделения всей сетевой системы. Однако отличительные свойства беспроводной среды, такие как изменяющиеся во времени каналы, затухание, мобильность, вещание и т. д., усложняют проблему. Кроме того, виртуализация беспроводной сети зависит от конкретных технологий доступа, а беспроводная сеть содержит гораздо больше технологий доступа по сравнению с виртуализацией проводной сети, и каждая технология доступа имеет свои особые характеристики, что затрудняет достижение конвергенции, совместного использования и абстракции. Таким образом, было бы неправильно рассматривать виртуализацию беспроводной сети как подмножество виртуализации сети. [2]
До сетей со скоростью 1 Гбит/с виртуализация сети не страдала от накладных расходов на уровнях программного обеспечения или уровнях гипервизора, обеспечивающих межсоединения. С появлением высокой пропускной способности (10 Гбит/с и выше) скорость передачи пакетов превышает возможности обработки сетевых стеков. [ нужна ссылка ] Чтобы продолжать предлагать обработку с высокой пропускной способностью, некоторые комбинации программных и аппаратных помощников развертываются в так называемой «сети в коробке», связанной либо с аппаратно-зависимым контроллером сетевого интерфейса (NIC), с использованием расширений SRIOV гипервизор или использование технологии быстрого пути между сетевой платой и полезной нагрузкой (виртуальными машинами или контейнерами).
Например, в случае Openstack сеть предоставляется Neutron, который использует многие функции ядра Linux для работы в сети: iptables, iproute2, мост L2, маршрутизацию L3 или OVS. Поскольку ядро Linux не может поддерживать скорость передачи пакетов 10G , то для быстрого пути используются некоторые технологии обхода . Основные технологии обхода либо основаны на ограниченном наборе функций, таких как Open vSwitch (OVS) с реализацией пользовательского пространства DPDK , либо на полной функции и разгрузке обработки Linux, например виртуальном ускорителе 6WIND .