网络虚拟化以不变应万变，应对企业园区网新挑战

在当今高度自动化，技术驱动的经济环境下，业务能力与IT能力正越发密不可分。IT能力已经成为企业推动自身业务向前发展的重要赋能器，企业IT应用正在发生着显著的变化：云计算、BYOD、高清媒体等正迅速地走进企业应用。这些IT应用新变化对企业的基础网络架构提出了更大的挑战。这就要求基础网络架构要变得更弹性、可靠和简洁。

网络虚拟化的提出就是应对企业IT能力变化，以不变应万变的一个解决方案。

Forrester Research的分析师Robert Whiteley认为: "十年以来，虚拟化技术与网络技术一直在相互影响中发展。虚拟化是一个高度依赖网络的计算结构，这就意味着网络架构必须与服务器、存储以及桌面系统一起进步。过去，网络只不过是连通众多硬件设备的管道; 而现在，网络已经变成了新的基础设施。"

网络虚拟化分类

网络虚拟化其实很早就已经出现。比如已经在实际项目中大量采用的VLAN、VRF等均可以被认为是网络虚拟化技术的初期发展雏形。随着技术的不断演进，网络虚拟化已经有了长足的进步。网络虚拟化的发展也有了两个被业界认可的方向，分别是是多虚一虚拟化与一虚多虚拟化。

多虚一，顾名思义就是将多台设备虚拟化成一台设备。同样，一虚多就是将一台设备虚拟化成多台设备。

多虚一又可以分为"堆叠"和"集群"两种。"一虚多"和"多虚一"这两种虚拟化还可以组合使用，使得网络部署更加灵活。

多虚一

网络设备多虚一技术就是将两台或者更多台物理设备虚拟成一台设备。多虚一虚拟化的主要目的是为了扩展资源，增加网络节点的容量。同时还起到简化网络拓扑，易于管理，增强网络可靠性的作用。

网络设备多虚一虚拟化技术分为两种。一种是基于低端交换机的堆叠技术，另一种是基于高端路由器的集群技术。

交换机堆叠技术

交换机堆叠是将多于两台的交换机组合起来实现共同工作，以便在有限的空间内提供尽可能多的端口，形成一个可管理的堆叠单元系统。

最初应用堆叠的意图是为了增加交换机级联的带宽，采用专用堆叠接口，提供超于级联方式的带宽。同时整个堆叠单元可以作为一个整体系统来进行管理，即实现堆叠方式将多台交换机虚拟成为一台交换机来进行管理。

专用堆叠接口通常采用专用线缆，此线缆长度一般较短，这对设备的实际部署带来限制。为了克服这一限制，新的堆叠方式也可以使用普通业务端口来实现，并可以采用多个业务端口捆绑以增加堆叠带宽。业务端口堆叠可使用光纤进行连接，最长距离可达100公里。（堆叠接口其实也是以太网接口，可以理解为一种特殊的业务端口。）

随着堆叠技术的进一步发展，行业技术专家将盒式接入交换机的堆叠技术引入到框式交换机领域，在网络核心层引入该技术。如果将框式交换机理解为多个盒式交换机堆叠的话，那么框式交换机堆叠则组成更大的交换机单元。但是，核心交换机应用堆叠技术，通常并不是为了扩展端口的容量，而是利用堆叠的易管理与负载分担的特点。

交换机堆叠在技术层面上研发比较简单，目前业界主流厂商基本都支持。

路由器集群技术

集群技术的产生，主要有两方面原因：首先，单台设备的容量已经发展到极限;其次，超级节点的产生使得网络结构更趋复杂，运维管理的难度也随之增大。

路由器集群技术通过路由器内部交换矩阵将多个业务机框互联起来，形成一套逻辑上统一的路由器系统单元。应用集群技术极大的扩展了路由器的容量，从而突破了单机容量在技术与工艺上的限制。同时，由于路由器集群对外标识为一台路由器，使得网络拓扑和路由策略制订变得简单和清晰，维护管理也更加方便快捷。

路由器集群在技术层面上研发比较复杂，目前业界主流厂商只有Cisco、Huawei和Juniper支持。

交换机的集群技术

作为高端核心路由器的一项技术，它的稳定性和可靠性在设计之初就被考虑的非常周全。相对交换机堆叠技术而言，集群技术由于采用交换网互联，数据流转发路径短，使得转发效率更高，而且时延和抖动进一步缩小。

目前业界主流厂商只有Huawei支持交换机集群技术。

一虚多

网络设备一虚多技术就是将一台物理设备虚拟成两台或者更多台设备达到网络部署更加灵活，网络资源调配更加合理的目的。

VLAN或者VRF可以简单认为也是一虚多虚拟化。但笔者这里要谈的是整个设备系统的虚拟化，称为VS（虚拟系统）。不同于VLAN或者VRF，VS（虚拟系统）将一台设备从硬件资源上虚拟成多台设备，每一台虚拟设备都拥有独自的硬件资源，包括端口、内存、CPU等，不仅仅是端口隔离或者转发表项的隔离。实际上，设备系统的虚拟化之后，每个虚拟设备还可以再配置