虚拟网络的实现
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虚拟网络的实现范文第1篇
关键词：计算机系统；网络存储虚拟化模型；可信；实现
中图分类号：TP391.9
1 网络存储虚拟化模型的概述
所谓的网络存储虚拟化模型，是指改变物理存储实体与存储逻辑之间相互关系的一种模式[1]。不仅能够将二者进行分离，同时还能够将不同存储设备进行有效的结合，以抽象层的形式将其放置在物理存储设备和访问设备之间的客户端中，这能够有效的降低存储的难度，将计算机的存储功能简化，同时还能够将各种不同存储设备的优势集中到一个整体之中，使抽象存储层具有更多的功能。
2 网络存储虚拟化模型的构成
2.1 计算机主机的存储虚拟化
计算机主机的存储虚拟化，是指在主机上安装能够实现虚拟化模式的特定软件，使主机能够具备提供与存储网络和存储资源之间相互分离的存储空间，并且这一存储空间是基于一个服务器范围之内的独立的组成部分。主机的存储虚拟化能够同一个单一的服务器来对多个磁盘进行浏览，并且需要逻辑卷管理软件来对主机虚拟化模型进行管理[2]。
2.2 计算机存储设备的存储虚拟化
由于主机的虚拟化是建立在同一服务器对不同磁盘的浏览基础之上的，就促使计算机的存储设备应该实现多个不同的服务器对同一个磁盘的浏览。计算机存储设备的存储虚拟化是建立在列阵控制器的基础之上的，能够将一个磁盘的阵列容量划分为多个独立的存储空间，并且实现列阵的缓存、整合、数据恢复等功能[3]。
2.3 计算机网络的存储虚拟化
计算机主机虚拟化和计算机存储设备的虚拟化都是通过“一对一”模式来进行存储的，应用的范围较小，这就提出了一种范围更加广泛的“多对多”存储方式，即将存储模式建立在多个服务器对多个磁盘空间的浏览基础之上。基于此，就产生了服务器和存储设备之间的虚拟化模式，即计算机网络的存储虚拟化。而计算机网络的存储虚拟化又可以分为带内虚拟化和带外虚拟化两种模式。带内虚拟模式是在服务器和存储设备二者之间的通道上建立起虚拟化的存储模式，这种模式存在一定的缺陷和不足，难以实现存储的最优化。这也是人们将存储的眼光放置在带外虚拟存储模式上的主要原因，并且在实现带外虚拟存储的同时还要求实现这一模型的可信性[4]。
3 可信理论概述
所谓的可信理论，是指在保证硬件结构和操作系统二者的安全性前提之下，实现整个计算机信息系统的安全性，进而保证存储虚拟模型的安全性的一种理论技术。简单来说，可信技术就是指按照某种预期的目标和方式来完成的设备行为[5]。将可信技术综合而形成的平台被称之为可信平台。可信平台是实现信息和信息接收的主要途径，是由软件平台和硬件平台综合在一起，并且建立在可信模块TPM之上的，融合了安全系统和密码技术，被作为整个计算机信息存储系统的核心结构。
4 基于可信计算的带外网络存储虚拟化模型的实现
4.1 环境自识别模块
如图1所示，为环境自识别模块（ESR）结构图，从图中我们能够看出，环境自识别模块包括策略的定义和执行模块，以及扫描模块三部分。首先，扫描模块是用来为服务器中的通讯软件提供配合的，主要功能是将安全信息收集之后再将其传输给策略定义模块。其次，策略定义模块是指对扫描模块中传输过来的安全信息进行风险性定义的一个模块，其功能的实现主要是通过在策略定义模块中设置一个对风险进行评定的措施表，能够对安全信息的风险系数进行分析，并且做出应对风险的措施。第三，策略执行模块，简单说来就是指一种将扫描模块和策略定义模块中给出的任务进行执行的一种模块，并且通过对通路的控制将执行任务发送给存储设备和多个服务器[5]。
4.2 环境自识别模块的设计
首先是准备阶段的设计，要将信息作为风险评估的目标来进行评价，并且是在一定的风险范围之内来进行评估，并且根据信息的不同来确定进行评估的方法，将可信性作为风险评价的标准和依据。随后进入到威胁识别的阶段，这是进行风险评估的重要阶段，整个服务器的安全与否，在很大程度上取决于这一阶段对威胁的识别。威胁识别能够对已经存在的和可能出现的威胁进行评价和分析，确定危险的系数，不仅能够找到危险的来源、确定危险的属性，同时还能够对威胁出现的频率进行复制。最后是风险计算的环节，通过环境自识别模块中的风险解决措施表中的应对措施对风险值进行计算，将风险的等级进行详细的划分[6]。
4.3 对虚拟化控制器启动的设计
达到存储虚拟化网络的可信性的目的，建立可信根是基本，因为可信根是作为整个存储虚拟化模型的可信性的基础的，通常选取TPM来作为可信根，并且在开机时就能够实现对可信根的建立，这就凸显出开机启动在建立可信存储虚拟化模型中的重要性。在启动时，程序首先要进行上电的自检，之后再执行程序，完成这一系列工作之后，就能够建立起服务器和存储系统之间的通讯通道，这时，基于可信计算的带外网络存储虚拟化模型已初步实现。接下来的可信工作，主要是通过TPM芯片来完成。
5 总结
通过上文的阐述，我们能够总结出，计算机存储的虚拟化技术中将以实现带外网络存储虚拟化模型的可信性为主要的发展趋势，这不仅是因为带外网络存储虚拟化模型具有更好的系统性能，同时也是得益于其良好的扩展性能。实现带外网络存储虚拟化模型的可信性，将会给带外网络存储虚拟化模型带来更加广阔的发展空间和发展前景，给计算机用户带来更完善的服务。
参考文献：
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虚拟网络的实现范文第2篇
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虚拟网络的实现范文第3篇
关键词：SDN技术；光网络虚拟化；专用网技术
中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2017）08-0037-02
在21世纪的今天，互联网迅速发展，而网络虚拟化技术也已经发展成为最重要的网络技术之一，网络虚拟技术是指能够在网络上建立出多个相互隔离的虚拟网络的技术手段，通过这些网络，用户能够最大限度上使用这些网络资源；也就是说，网络虚拟技术就是利用虚拟化技术将物理网络抽象成逻辑基础网络，让其能够摆脱物理设备的枷锁，在通过逻辑对其进行切分和隔离，让多种相异的虚拟网络结构能够在同一个物理基础设备当中不会互相排斥，实现共存，而这些相异的虚拟网络不仅能够使用相互的独立网络协议，而且还能够调整网络状态从而达到用户的需求，让资源的分配与调度更加的灵活，大大提高了其资源利用率、服务质量，同时降低了网络的运营及维护的成本。
1SDN技术概述
SDN技术也就是软件定义网络技术，与传统的传输网络架构相较，SDN带来的是一场变革，它从物理传输设备当中将控制功能剥离出来，然后移入网络控制系统中，该系统在逻辑上是处于一个独立的控制环境之中，并且能够在通用的服务器上运行使用，而用户能够不受时间的限制对该控制功能进行直接变成，所以，控制功能也就不再受到设备的限制，也不会处于只有设备的生产厂商才能够对其进行编程和定义的处境，厂商垄断的局势已经成为过去。分离网络的控制平面与数据转发平面从而实现可变成话的控制是SDN技术的设计理念。
SDN主要由三层构成，这三层分别是基础设施层、应用层与控制层。基础控制层是由一些特定的转发面构成的，是主要的转发设备，处于底层；控制层则处于中间位置，主要是通过控制数据平面接口，维护网络状态，并从中获取底层部分基础设施层的相关信息。同时，由于处于中间位置，控制层也能为上层的应用层提供北向接口，从而进行扩展。由此可以看出看，控制层起到承上启下的作用；应用层则是通过北向接口发挥不同的功能，从而满足各个网络系统所提出的实际需求。这三层架构使得SDN的作用得以发挥。但是，要保证网络功能的升级，就要定期对网络进行维护，更新其中的相关软件，并不需要网络管理者配置某种硬件设备。这会极大地缩短系统网络布置的实践，使得网络运行更为简单化，开放性更强，也有利于降低网络的建构成本。
从构成SDN的基础设施层、控制层和应用层三层来看，SDN技术主要由三个特征。特征一，转发与控制分离，通过SDN控制器，不仅能够实现网络拓扑的收集和路由的计算，而且能够实现流表的生成与下发以及对网络的管理与控制等功能，网络层设备则只需要负责转发流量与执行策略。此种运行方式，让网络的转发面以及控制面都能够独立的发展，通用化、简单化是转发面的发展方向，让成本能够大幅的降低；而集中化与统一化则是控制面的发展方向，使其性能和容量都能够更强。特征二，控制辑集中，在转发与控制分离之后，就需要让控制面朝着集中化的方向发展。能够实现集中化的控制面，可以让SDN控制器拥有网络的全局静态拓扑、全网动态转发表的信息以及全网资源的利用率和故障状态等等功能，让数据明朗化，从而使SDN控制器可以统一管理、控制以及优化网络，并且通过全局的拓扑动态转发信息，从而让故障定位与排除都更加的迅速，运营更加高效。特征三，网络能力开放，SDN技术支持网络能力的开放化，其主要是通过集中的SDN控制器统一管理、整合网络资源，对其进行虚拟化处理之后，利用控制层的北向接口为应用层提供网络资源以及服务，从而让网络的开放能力得以实现。
2SDN实现的光网络虚拟化
2.1虚拟化平台
虚拟化平台的构建和功能的实现需要物理网络系统、网络隔离以及网络资源虚拟化三部分完成，而处于中间位置的中间层软件则是虚拟化平台的核心。虚拟化平台不仅需要完成物理网络的管理，还需要将其提供给不同的租户，并且要保障租户之间的隔离，使其不会互相影响。但是用户却无法感知到网络虚拟化的存在，因此，虚拟化平台能够实现网络虚拟化的透明用户。虚拟化平台是一个中间层，处于租户控制器与数据网络结构之间。也就是说，虚拟化平台是租户控制器的数据平面，数据平面和控制平面分别是该虚拟平台不同属性的体现。虚拟化平台在进行虚拟化映射时，需要在虚拟化的核心层，虚拟化映射是指物理网络资源到虚拟资源的过渡。对于租户控制器来说，虚拟化使其数据平面，它需要将模拟出来的虚拟网络进行反馈，以租户控制器为中心往下看时，无法了解到真实的物理网络，只能够看到属于自己的虚拟网络。而对于数据层面来说，与租户控制器相反，虚拟化平台就是其租户控制器，但是交换机却无法感知到虚拟平面，因此对于租户以及底层网络来说，虚拟化平台实现了其透明虚拟化，全部的物理网络拓扑是其管理的目标，并且向租户提供经过隔离的虚拟网络。
该虚拟化平台不仅能够将物理拓扑和虚拟拓扑之间一一对应起来，还能够实现“多对一”的映射。但是，由于租户的网络系统使用公用的交换机，并不是独立占有的。虚拟网络能够做到“一虚多”和“多虚一”。前者是指物理交换机可以通过虚拟映射形成多个逻辑交换机，交换机位于租户网络中，可以被不同用户共享使用；后者则是指多个物理交换机能够通过映射形成大型的逻辑交换机。
2.2网络资源虚拟化
虚拟化平台要将物理网络中的资源进行加工，从而实现抽象虚拟化，目前主要有三种网络资源虚拟化。即拓扑虚拟化，节点资源虚拟化。链路资源虚拟化。其一，拓扑虚拟化。在网络虚拟化平台当中，拓扑虚拟化是其最基本的功能，主要是要将租户网络系统中的虚拟结点采用“一对一”和“一对多”的方式映射到相关物理结点及链路中。所谓“一对一”的映射指的是一个虚拟节点只能映射为一个物理节点，而的映射则是一个虚拟链路也只能映射为一个物理链路；而“一对多”的映射则表示一个虚拟节点能够被映射成多个相互连接的物理节点。
其二，节点资源虚拟化。这主要是指对CPU资源及类似节点流表中的资源进行抽象虚拟化的过程。流表资源本事一种稀缺的资源，其虚拟化的实现，有利于不同租户同时使用虚拟平台，就能够让租户分配并限制节点资源。拓扑虚拟化只将虚拟节点映射为物理节点，却没有进一步的对节点资源的分配情况进行相应的规定，因此，若能够实现节点资源的虚拟化，就能够让网络虚拟化朝着更精密、精细的方向发展。
其三，链路资源虚拟化，链路资源与节点资源一样，是网络资源中所占比重较大的一项，在链路资源当中，能够被虚拟化的资源主要是租户能够使用的带和端口的队列资源等等。在拓扑虚拟化中，并没与对链路资源使用的多少进行分配，因此，在进行更加精细的虚拟化时，就需要对链路资源进行虚拟化，让其能够被合理的分配。
2.3网络隔离
由于在进行网络资源虚拟化时，只完成了物理资源到虚拟资源的抽象虚拟化，并没有实现完全的网络虚拟化，因此，在经过网络资源虚拟化之后，还需要进行隔离。从而对不同的租户提供隔离的网络资源。为了保证各租户控制器之间不相互影响、相互干扰，因此需要对SDN的控制平面与数据平面进行隔离，不同的虚拟网络之间都要进行隔离。
其一，控制面隔离。为了使得不同的租户能够更为顺畅地使用SDN，能够平等地享用其中的资源，我们就需要利用虚拟化平台的控制面隔离进行协调。因此，虚拟化平台需要对租户的控制器之间进行隔离，而由于虚拟化平台的所处位置，对其进行隔离也很有优势。其二，数据面隔离，为了保障租户能够正常使用并且其资源被其他用户占用，就需要对数据面类似于节点的CPU、流表等资源以及链路的贷款和端口队列资源等的资源进行相应的隔离。若不进行隔离，数据面上就很容易出现不同租户之间的数据竞争行为，扰乱正常应用秩序。光虚拟的专用网技术随着网络技术的不断发展，光网络虚拟化技术可以面向用户为其直接提供业务，作为一种带框较为丰富，并且可靠性较高的基础设施，其业务种类也较为繁多，比如光纤租用、波长批发、波长或是子波长出租等。SDN技术的出现，让运营商网络虚拟化的能力大大增强，而这也业务同时也可以通过光虚拟专用网即OVPN来进行提供。光虚拟专用网能够让用户在运营商的大型光网络当中组建属于自己的拓扑网络，而服务提供商也能够对物理资源进行划分，从而能够管理自己的资源，仿佛自己拥有了一个独立的光网络。
运营商的网络域主要是光网络边缘设备以及核心设备两种，边缘设备与外部设备即客户网络设备相连接，而核心设备则不与以上两个设备之间的连接。在运营商网络域当中引入SDN技术之后，SDN控制器就会控制着整个网域，包括了边缘设备以及核心设备的所有转发行为以及服务等级或是生存型策略等。如果客户域中也引入了SDN技术，那么SDN控制器的东西向接口就能够让客户域与运营商网络域相连通，转发行为协商完成后，通过传送层的设备就能够转发业务。
虚拟网络的实现范文第4篇
【关键词】 虚拟化 网络功能虚拟化 软件定义网络 云管理
The Application of Virtualization on The Mobile Core Network
Based on Could Management
LI Feng-Feng
（Hebei Communication Design &Consultation Co.，LTD， The second Integrated Communication Design Institute，Shijiazhuang，050021，China）
Abstract： Based on the current problems of mobile core network， this paper discusses three kinds of key technology： the software defined network （SDN）， network function virtualization （NFV） and could management architecture. We apply the three techniques to the mobile core network； propose a future architecture of the mobile core network； provide reference to solve the problem on a large amount of data and flow.
Keyword： virtualization； network function virtualization； software-defined networks； could management
一、移动核心网的发展现状
移动核心网主要负责系统内部信息的交换、安全管理以及与其它通信系统进行信息交流，从而完成整个通信系统的传递工作。对于整个网络的顺畅运行具有重要作用。
随着通信技术变革，移动核心网也在不断演进：最初的以TDM交换为主进行基本的语音通信；到分组域的引入来满足数据业务的需求；再到软交换技术的实现，将控制和承载完全分离，通过服务器上的软件实现呼叫控制功能，系统不需要单独铺设网络，采用网络共享实现统一管理与维护，极大的降低成本；最后到现在的IMS网络，支持多元化的接入、支持无缝移动性和业务连续性，以及近期已逐步建设完成并商用的EPC架构网络，实现全IP承载，简化网络协议，提供高效的信号指令控制与实现流程，降低业务连接时延。总体来说，移动核心网是向多元化发展，利用宽带及互联网技术，不断加速通信事业发展和融合，从而为用户提供更多简单、便捷、多样化业务。
二、移动核心网目前面临的问题
随着智能终端普及和移动互联网业务的井喷式发展，网络中的流量和信令处于爆炸性增长，这对网络容量和性能本身提出了更高的要求。然而，运营商的收入和利润却并不随网络流量大幅增长。其主要原因是运营业务已从语音短信向高速数据迁移，从而给网络造成了巨大负荷压力。为了应对日益增长的数据流量，运营商不得不加大投资力度，缩短投资建设周期，对移动网络进行新建、升级或改造，造成巨额资本支出（CAPEX）和运营成本（OPEX）。
另外，不同的无线技术造成多种制式网络并存，各制式网络纵向分布、相互封闭。同一用户可能同时是其他网络用户，但申请业务、感知度无法统一。而在现有网络架构下，很难统筹部署网络感知能力，无法感知网络情况、用户分布情况，也无法提升网络智能进行自适应调整和策略部署。
总之，移动互联网时代，运营商迫切需要降低CAPEX和OPEX，提升网络开放性和业务效率；迫切需要提升网络智能化、加强网络控制能力；迫切需要提升负载分担、容量统筹调度及网络的可扩展性。而有效解决这些问题，实现网络管理灵活性，设备高利用率，降低运维成本，是各大运营商必须真正思考的问题。
目前，传统以硬件为主导的设备产品网络架构已难以适应未来高速数据业务发展需求。因此需要颠覆传统电信设备认识理念，利用新技术来支撑新业务模式，对网络资源有定制化的诉求，包括设备形态、配置管理、扩容升级等方面。在移动互联网领域，SDN技术中引入网络功能虚拟化（NFV），并基于NFV实现核心网云管理成为解决设备通用化、业务快速上线和资源灵活管理与共享，网络建设和维护成本可控，实现利润可持续增长的新契机。
三、热点技术分析
3.1 SDN架构介绍
图1 SDN架构图
SDN的概念为网络创新带来了新的机会，最初起源于斯坦福大学提出的OpenFlow协议，应用于校园网络，解决网络创新和封闭设备体系之间的矛盾。后来逐步推广，至今已成为网络领域研究的热点。它是一种新型的网络构架，精髓理念有两点：一是将网络的控制平面及数据转发平面进行分离；二是网络集中控制，并具备可编程能力。SDN构架如图1：
在SDN构架中，网络被划分为3个层面，分别是应用层、控制层和基础设施层。其中应用层包括各种业务和应用；控制层主要负责处理数据平面资源的编排，维护网络拓扑、状态信息等；基础设施层负责基于流的数据处理、转发和状态收集。
基础设施层为转发层，是一个无智能的快速转发设备；网络所有智能设备集中在网络控制层，由控制器对转发面进行转发策略的调度和管理，支持运行在网络控制器之上的不同业务。
SDN带来了IP领域一轮新的变革，为核心网虚拟化提供动态灵活的传输构架，以满足其分布式的对虚拟机、工作负载等高度协调和控制的要求。它能对电信网络的所有领域添加控制，并将云控制和网络控制连接起来，且集成了网络控制和系统构架、云管理等服务。
3.2网络虚拟化及网络功能虚拟化
网络虚拟化（NV）通常认为是对物理网络及其组件（如交换机、端口及路由器）进行抽象，并从中分离网络业务流量的一种方式。采用网络虚拟化可以将多个物理网络抽象为一个虚拟网络，或者将一个物理网络分割为多个逻辑网络。它打破了网络物理设备层和逻辑业务层之间的绑定关系，每个物理设备被虚拟化的网元所取代，管理员能够对虚拟网元进行配置以满足其独特的需求。
网络功能虚拟化（NFV）最早是由欧洲电信标准组织（ETSI）从网络运营商的角度出发提出的一种软件和硬件分离的架构，主要是希望通过标准化的IT虚拟化技术，采用业界标准的大容量服务器、存储和交换机承载各种各样的网络软件功能，实现软件的灵活加载，从而可以在数据中心、网络节点和用户端等不同位置灵活部署。
随着软件虚拟化、软件定义网络（SDN）等技术的发展，利用分布式软件技术实现网络功能集合理抽象、分割以及灵活调度，已经逐步成为网络功能虚拟化的主流实现模式。
3.3 核心网云管理
核心网虚拟化后，将打破现有以网元为中心的软硬件紧耦合的管理模式，转向以资源为中心软硬件松耦合的管理模式，从而实现跨域、跨地区、跨平台集中管理，实现资源智能调度，这就是基于NFV的核心网云管理。
与传统电信核心网管理相比，核心网云管理增加了对硬件资源、虚拟资源层、虚拟化网元以及完整网络功能管理和调度。实现核心网云管理的网元功能包括虚拟设施管理，虚拟网元管理和虚拟业务编排。核心网云系统架构如图2所示：
1）虚拟设施管理主要负责采集硬件资源和虚拟资源的状态信息并上报给虚拟网元管理，实现资源监测、故障监测和上报；接收来自上层的应用请求并进行认证，通过控制虚拟机管理器来执行上层应用请求，实现资源的迁移和弹性伸缩。
2）虚拟网元管理负责虚拟网络功能的生命周期管理及资源使用情况的监控，包括VNF的添加、删除、更改、查询和容量伸缩等。
3）业务编排负责基础设施和VNF的管理和编排，进而实现完整的网络服务。以LTE为例，业务编排可以通过对MME、HSS、S/P-GW的功能进行虚拟网络功能的编排，进而提供一个完整的LTE网络服务。它可以通过标准接口提供跨数据中心和跨厂家的协同管理。
四、采用网络云管理的基于SDN的NFV移动核心网架构
当前通信运营商需要面对互联网和应用服务商的激烈竞争，不断提供各种增值服务、差异化服务来满足用户需求。而传统网络资源配置复杂，效率低，投资成本及设备能耗高，因此采用新的技术架构是运营商急需考虑的问题。
因此，将云的管理方式、软件定义和网络功能虚拟化的技术进行融合，构建移动核心网架构，可以实现业务灵活扩展、灵活配置，有助于运营商提升配置和维护效率，缩短新业务部署时间，降低开展新业务风险，快速提供各种差异化服务。而且通过网络功能虚拟化运营商可以很容易在网络设备基础上构建多种虚拟网络环境，为不同用户提供服务，最大程度的提高网络资源利用率。从而对网络设备实现通用化和统一化，减少网络设备的投资维护成本和设备能耗。基于SDN的虚拟化移动核心网架构如图3所示：
架构分为4层，分别为接入层、转发层、控制层和业务层。接入层为目前的2G网、3G网、Wi-Fi网、LTE网等其他无线接入网。在接入层和转发层之间部署虚拟化的接入适配网元。接入适配网元北向与转发层接口，采用标准接口；南向与无线接入网络接口，适配各接入制式。
由于现网移动软交换和LTE网络已经实现了控制面与媒体转发面的分离，因此转发层在控制层的调度下只负责转发流量包。实现网络中MGW/GGSN/PDSN/SGW/PGW的媒体转发功能。媒体转发功能由SDN的网络转发设备来承担，由SDN控制器实现对转发面设备的管理和策略的下发，转发面设备可以基于通用硬件平台来实现，提高转发能力。
控制层包括控制网元及数据库网元。控制网元实现移动网络所有的控制功能，如呼叫控制、路由选择、网络感知、策略部署等功能，将涵盖MSC Server/SGSN/PDSN/SGW/PGW/MME等网元的控制功能，数据库网元实现业务数据存储、用户数据存储、用户的认证、鉴权等功能。例如HSS/HLR/AAA等功能。控制网元和数据库网元运营商可以采用云的管理模式利用软件方式对各个虚拟网元进行管理，对支撑系统进行业务编排，从而在全网范围调度资源，提升控制层网元可扩展性，实现资源统筹调度。
业务层通过与控制层协同实现业务逻辑，通过控制层定义的开发API调用网络业务。
采用云管理的移动核心网SDN的NFV构架可以满足大数据处理的需求，很好的实现全网资源的虚拟化，达到调度全网资源，解决流量高峰冲击的问题；还能避免重复建设，避免多制式的无线网建多个核心网，有利的降低了运营商的CAPEX及OPEX；通过采用SDN架构将增加网络感知能力及策略控制能力，提升网络智能，增强网络控制、业务快速部署的能力。
五、结束语
本文从移动核心的发展趋势入手，深入分析了移动宽带、互联网对传统电信业的冲击，使得电信运营商必须采取措施应对即将到来的问题。运用软件定义网络并实现网元的虚拟化、采用云技术对网络进行管理，这些技术已经逐步进入运营商的视野，由于这些技术的特点和所具体的优势，将正在成为电信业未来的发展趋势，但相关的技术实现还需要进一步研究。
参 考 文 献
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虚拟网络的实现范文第5篇
关键词：计算机应用技术；网络虚拟化；虚拟交换机
中图分类号：TP317 文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2012.01.011
引言
虚拟化技术已经改变了我们的计算方式，例如，许多数据中心完全虚拟化用以提供快速配置，基于虚拟化的云计算可以更好的利用资源。通过虚拟化可以对包括基础计算机设施、计算机系统和软件等资源进行统一管理和抽象，以此来提供弹性可扩展的云服务。
随着虚拟化技术的发展，一个新的网络接入层被引入用以建立虚拟机内部的网络连接，提供许多与物理层相同的功能。服务器虚拟化技术目前发展已经相对成熟，而虚拟化在网络方面的进展才刚刚开始。特别是服务器虚拟化对网络的可移动性，弹性扩展以及网络隔离的要求远远超出了目前物理网络的处理能力。
数据中心可以负载成百上千的虚拟机，因此多租户之间的网络隔离要求变的愈加重要。
网络虚拟化还提供一些附加功能，使网络管理更容易。例如，在虚拟化环境中，虚拟化层可以提供有关虚拟主机动态迁移的相关信息。
本文的其余部分安排如下：第一节描述了虚拟机内部的网络结构；第二节描述了实际物理网络与虚拟网络环境的不同之处；第三节介绍软件实现的虚拟交换层设计；第四节是虚拟交换机的主要应用场景。
1基于流的虚拟交换技术
基于流的网络交换技术提供了一个有效的网络交换方案，采取用软件定义网络的方式，使得用户可以忽略底层硬件的具体情况，直接对流量进行管理并设置数据报文以何种方式通过网络。
用软件来统一管理物理设备，借鉴网络TCP/IP协议的数据链路层桥接原理和网络层协议的设计思想，利用软件实现和硬件实现结合的方式对现有的网络结构予以重新定义，在系统上实现一个虚拟的交换层，除了具有高效的传输能力还可以为云基础网络提供智能的监控服务。
用软件实现的方式具有强壮的伸缩性，灵活性和移动性，方便系统扩展。
2流分组交换的层次结构
流分组交换分为两层，物理设备虚拟化和网络协议层虚拟化。
2.1物理设备虚拟化
物理设备虚拟化是指利用软件来对网卡设备进行抽象，使用用户层软件对物理网卡实现逻辑划分，划分后的设备既可以实施流量控制和负载均衡策略又能高效的利用设备资源，虚拟化后的网卡设备具有和物理网卡一样的功能，硬件实现的资源划分不易动态扩展，软件虚拟以后可以按照需求动态进行资源划分。
通过虚拟技术将一台或多占物理设备虚拟成至少一台逻辑设备，供多个用户进程同时使用，通常把这种经过虚拟的设备称为虚拟设备.虚拟设备一定和实际的物理设备绑定才可以使用。
2.1.1虚拟设备模型
虚拟设备是建立在一个或者多个真实设备之上的抽象。合理使用虚拟设备可以在一个物理设备上构建多个逻辑上的虚拟设备，通过软件的配置，这些虚拟设备可以实现硬件所具有的功能。虚拟设备和真实设备可能的模型有如下几种，实际上应用可根据需求选择其中几种模式。
虚拟设备的建立和管理需要统一的虚拟软件的支持。在虚拟软件的控制下，物理设备可以根据上层需求灵活高效的配置组织出虚拟设备。这可以极大的提高硬件设备的利用率，在规模上可以化大为小又可以积少成多。
2.1.2虚拟设备的管理
虚拟设备管理分为两个部分：
用户态虚拟平台管理，可以用来配置和查看设备的状态，用户可以在用户空间查看和修改虚拟设备的属性文件。
通过内核模块编程管理，由内核直接管理，主要负责物理设备运行和数据通信。
2.2网络协议层虚拟化
利用软件抽象的灵活性重新定义数据链路层和网络层结构，引入一个虚拟管理层来实现数据链路层和网络层，把传统定义的0SI七层协议的网络层和物理链路层压缩为虚拟网络层。
这样就可以把数据链路层和网络层的数据整合成一个数据流，扁平化了网络结构。每个经过虚拟网络层的数据报文均被重新标记。这个数据报文既包含了链路层信息又包含了网络层信息，基本可以对每个数据报文按照逻辑链路准确分类。
网络中的数据报文就可以组织成一个一个的数据流，组织成数据流的好处在于用户可以根据需要对每个数据流进行属性定义，比如QOS策略定制，数据报文的检测和隔离，网络负载均衡等等。
报文基于流分类，就不再需要在物理链路层运行生成树协议，减少了数据报文的转发延迟，降低了网络的流量负载。
3流分组交换
应用基于流分组交换技术对已有的网络协议不用改动，所有的交换工作都在内核协议栈部分完成，大大增加数据交换效率，但是需要在内核协议栈数据结构上添加一些关于数据流控制相关信息用以标识当前处理的数据报文属于哪个数据流。
经过标记后的逻辑数据报文头部结构如下，逻辑报文的生存时间TTL是为了防止逻辑报文在网络中过久滞留而导致网络队列太长而溢出，同时也能保证数据帧不会在成环的链路中被无限次转发，这是实现两点之间多路径转发的基础。虚拟机的虚拟网卡对每个发出的数据报文的控制信息进行标记，与之相连的交换节点接收到数据包后，会根据全局控制器的数据建立一张虚拟连接表，交换节点根据数据报文的控制信息查找虚拟表然后将数据报文转发到目的端口完成一次数据报文交换。
每条虚拟连接可以包含多个虚拟端口，这些虚拟端口被划分为一个逻辑组。有了这个逻辑组可以进行更复杂的交换功能，例如多路径转发，快速路由，链路集成，负载均衡，流量整形，例如图x所示，每个数据流会根据流量使用多个端口，以加快数据报文的转发，多个虚拟连接的数据流可以转发到具有同样操作需求的端口。
基于流的分组交换可以在虚拟机内部网络通信时设定较大的MTU数据包来提高数据报文的转发效率，因为在内核协议栈可以避免IP分组和重装的过程，降低了数据报文的转发延时。
对于每个虚拟端口和虚拟连接，可以自由配置匹配规则用以对数据报文进行匹配和过滤。比如某个端口限制IP地址为10.0.0.的数据包发送，如果接收到类似的数据包，就抛弃掉。
流分组交换需要维护一张虚拟连接表，每个表项唯一标识了一条数据流、应用在经过该数据流的报文需要执行的操作和该数据流的统计信息。
这个域可以唯一的确定一条数据流，里面包含数据报文的
物理地址，IP地址，虚拟局域网ID等等。
虚拟连接计数器
该域定义了一组计数器，用来统计该虚拟连接接收和发送数据包总数，连接的端口总数等等。
虚拟连接规定执行的操作
这个域定义了数据报文经过该虚拟连接时需要执行的操作，例如，匹配规则的修改，数据报文转发，数据报文丢弃等等，用户可以自定义。
3.1流分组交换控制
流分组交换可以实现的重要前提就是流分组交换控制器。流分组交换控制器负责建立和移除虚拟连接表，虚拟连接表的规则设置，物理虚拟设备的参数配置，数据统计信息获取，QoS设置，虚拟防火墙配置，VLAN划分等等。
流分组交换控制器负责监控所有的虚拟连接表，这样虚拟机内部网络的流量状况就可以全方位的被监测，凭借以前的物理设备这是做不到的
基于流交换的数据报文若不与外界通信，则数据报文就可以不用经过物理网卡而直接在内存中进行交换，这个机制也非常大的提高了交换的性能，提高了报文的转发速度。
传统的数据链路层需要运行生成树协议来去除回环通路，MAC地址学习也占用了数目可观的网络流量，现在可以用控制器来为所有的虚拟设备维护一个全局的转发路径，这就省去了生成树协议造成的数据帧转发的延迟以及增加的额外网络流量。
流交换分组控制器要根据配置文件生成虚拟连接表，创建或者移除虚拟连接，维护虚拟端口和虚拟连接的存储队列，为虚拟连接和虚拟端口配置数据报文处理规则。
3.2流分组控制协议
流分组交换控制器通过Netlink套接字和内核进程通信通信，也是网络应用程序与内核通信的最常用的接口。Netlink是一种异步通信机制，在内核与用户态应用之间传递的消息保存在socket缓存队列中，发送消息只是把消息保存在接收者的socket的接收队列，而不需要等待接收者收到消息。
流分组交换控制器和流分组交换模块之间通过Netlink建立一个普通的TCP连接，是一种基于进程间通信机制。流交换控制器和交换模块之间信息交换采用自定义的一套协议。
控制信息事务ID用以标识同一对流分组交换控制器和流交换模块之间的配置过程，例如本次A发送给B的控制信息，B必须要用同一个事务ID来回复A的请求，以区分A发送给B的另外的控制信息。
控制信息类型：
配置信息主要是通知流分组交换模块端口配置数据，端口队列配置数据等等。流分组交换控制器通过控制协议获取各个交换模块和内置的虚拟端口信息，可以对虚拟连接表进行全局性操作，又可以高效的检测网络的状态，未来的工作还会实现根据网络监控结果自动化的调节各个交换节点的配置信息。
4结论
利用虚拟网络设备的特性以及软件抽象的灵活，构建虚拟交换机来实现可扩展的数据链路层。虚拟化技术在一般的网络基础设施本身方面还有很多工作要做。旨在获得虚拟化的优势，如隔离性，灵活性和流动性。可实现弹性、安全、自适应以及易管理的云计算基础网络。
参考文献
[1]《虚拟化与云计算》小组.虚拟化与云计算[J].北京：电子工业出版社，2009
虚拟网络的实现范文第6篇
【关键词】云计算；虚拟化；网络技术
借助于网络，用户能够访问虚拟化的计算资源和存储资源，而重要问题是如何实现云中用户使用网络的安全性及无缝使用云计算服务。虚拟化技术的应用，可以促使网络利用率得到提升，网络的可扩展性得到强化，目前得到了深入研究。借助于网络虚拟化技术，可以将多个封闭用户组部署于单一物理基础设施上，并且提升网络安全性和可扩展性。
1、云计算中的网络层次
服务器、网络、存储是云计算的主要基础架构，而从生态环境角度来讲，则可以用数据中心网络、跨数据中心网络及云接入网络对其进行划分。连接主机、存储、服务器的数据中心局域网等组成了数据中心网络；跨数据中心网络的作用主要是连接不同的数据中心，以便有效迁移、备份数据中心间的数据，优化多数据中心间的资源等；泛在的云接入网络则主要是互相联通数据中心与终端用户，将云服务提供给公众或者企业用户。从网络虚拟化角度来讲，可以划分为两种场景，分别为纵向网络分割和横向网络整合；前者指的是1：N网络虚拟化，包括VLAN技术、VPN技术等，可以对用户流量进行隔离，安全性得到提升，用户还可以借助于自定义控制策略，促使个性化控制得到实现，以便有效出租增值业务；后者指的N：1网络虚拟化，也就是将路由器集群技术、交换机堆叠技术运用过来，合并多台物理机，形成虚拟机，以便整合跨设备链路，网络拓扑结构也可以得到简化，这样管理维护难度得到了减小，网络环路得到了消除，网络可靠性及链路利用率也可以得到强化和提升。
2、数据中心网络
云计算的核心就是数据中心，在时代飞速发展过程中，虚拟化数据中心逐渐替代了传统的数据中心。虚拟数据中心主要是将虚拟化技术利用起来，抽象整合物理资源，促使服务能力得到强化；科学分配与调度动态资源，更加高效地利用资源，服务可靠性也能够得到提升。将自动化的服务开通能力提供出来，促使运维成本得到降低；此外，公众与企业客户的安全需求主要是由安全机制及可靠性机制保证的。应用了云计算技术之后，传统的数据中心网络逐渐无法适应发展要求。一般来讲，可以从这些方面来理解数据中心网络虚拟化：首先，核心层虚拟化，数据中心核心网络设备的虚拟化是其主要内容，其对核心层网络的数据交换能力及接入能力提供了较好的要求；运用虚拟机箱技术，设备管理得到了简化，可以更加高效利用资源，交换系统的灵活性也得到了提高，可以更加灵活地调度资源。借助于VPC技术，跨交换机的端口捆绑得到了实现，那么在连接下级交换机及虚拟交换机时，以太网链路捆绑就能够实现，冗余能力得到了提高，网络维护难度予以降低。其次，接入层虚拟化，其能够实现分级设计数据中心接入层。为了方便数据中心的走线，接入层交换机对各种部署方式及新以太网技术都需要足够支持。其中，目前发展最快的为无损以太网技术标准。最后，虚拟机网络交换。其可以划分为两个组成部分，分别为物理网卡虚拟化和虚拟网络交换机，将交换机及网卡功能虚拟于服务器内部，在主机内部，虚拟交换机将多个网卡的互联功能提供出来，且能够针对不同的网卡流量设定差异化的VLAN标签，以便如同有一台交换机存在于主机内部，能够在不同的端口有效连接不同的网卡。虚拟网卡主要是将多个逻辑独立的网卡虚拟于物理网卡中，这些虚拟网卡的IP地址及MAC地址都是独立的，且流量调度策略也可以实现于虚拟网卡之间。
3、跨数据中心网络
对于不同数据中心，需要迁移调度计算资源与存储资源，比较大型的集群计算，可以构建二层互联网络；而云计算服务如果是由多个虚拟数据中心提供的，则可以通过路由网络连接将其构建起来。将二层网络构建起来，能够实现虚拟机的透明化，对数据中心的二层互联设计进行简化，在较短时间内，借助于网络虚拟化技术，就可以恢复二层链路，L3链路也不受影响，相较于传统设计，具有较大的差异。通过虚拟化技术的应用，还可以横向扩展于跨数据中心网络各个层间，扩大数据中心规模，网络管理拓扑也不会受到较大影响。但是需要对网络环路问题有效解决，以便促使网络的高性能与可靠性得到保证。
4、泛在的云接入网络
借助于广域数据传输平台，能够有效互联云计算中心与终端用户，以便将云服务提供给公众用户或企业内部用户。因为有较大数量的终端用户使用着云服务，且在较大的范围内广泛分布，有多样化的接入方式，因此，对数据传输网络提出了较高的要求：首先为较高的可用性，云计算中，将会精简终端，避免其过于复杂，降低设备要求，保证泛在的云接入网络能够将更加可靠和安全的数据存储中心提供给终端用户；其次为无缝接入，对于泛在的云接入网络来讲，需要能够对多种终端及接入方式有效兼容，以便促使云计算服务被更多的用户所使用到，促使云计算服务的提供范围得到最大限度的扩展，保证用户云计算服务的获取能够以任务终端、位置及方式实现；再次为可扩展性，云计算开展的深入，对泛在的云接入网络的可扩展性也提出了更高要求，以便能够将新的云计算中心及用户终端方便接入，并且降低服务提供的难度；最后为高安全性，借助于虚拟化技术，从物理网络中将多个逻辑独立的子网络划分出来，隔离性与独立性是网络的特点，能够有效隔离各个客户的信息，以便促使云计算服务的用户使用网络的安全性得到保证。
5、结语
综上所述，云计算的实现，促使IT服务提供的种类及范围得到了较大程度的扩展，云计算能够将虚拟可靠的IT服务提供给不同地域的众多用户，其不仅要连接用户，承载计算存储资源，还需要保证云计算特性的要求得到满足。本文主要分析了三个层面的需求及技术，能够肯定的是，科学技术的革新，网络虚拟化技术也将会获得更快的发展。 [本文由WWw.dYlW.nEt提供，第 一专业，欢迎光临dYLW.neT]
参考文献
[1]郑子琪.基于云计算的虚拟网络承载技术研究[J].山西青年，2013，4（10）：123-125.
虚拟网络的实现范文第7篇
关键词：虚拟网络技术；计算机网络；安全；应用
对于计算机网络安全而言，其在目前的工作中受到了社会各界的重视。随着用户的增多和覆盖深度的增加，计算机网络安全，已经直接影响到了用户的日常生活和工作，且在很多方面都产生了较大的影响。目前的用户对计算机网络安全非常关注，虚拟网络技术的应用虽然是主流手段，但具体的效果还是要看实际情况。因此，日后应进一步加深关于虚拟网络技术的应用研究。在此，本文主要对虚拟网络技术在计算机网络安全中的应用展开讨论。
一、企业合作客户和企业间的应用
虚拟网络技术作为目前的重要安全技术类型，针对企业合作客户与企业本身，均提供了较强的安全保障。目前的企业间合作、企业内部的工作运行，都与计算机网络具有密不可分的关系，而虚拟网络技术的保障，自然是较大的争论焦点。随着科技的进步和保障体系的健全，企业合作客户和企业间的应用，主要表现在以下几个方面：第一，通过利用虚拟网络技术，能够实现文件的共享得到保障，在数据方面减少外流的情况，加强对外界骚扰的防护，促使企业之间的交流获得保障。第二，在日常的应用中，虚拟网络技术的防火墙、设置等等，均加强了对密码、验证信息的保护，确保企业内部的个体工作不会受到影响，提高了工作效率。第三，有效的应用虚拟网络技术后，对客户端的保障作用较为突出，尤其是在访问数据、查找文件的过程中，促使企业之间、企业内部都能够完成安全操作，避免造成损失。
二、远程分支部门和企业部门之间的应用
企业在发展的过程中会不断壮大，现阶段的很多企业都具备远程分支部门，如果该部门与企业部门之间进行联系，势必会通过各种交流工具、平台来完成，如何加强这种远程联系的保护，是虚拟网络技术的应用重点。一般而言，在计算机网络的帮助下，远程分支部门和企业部门之间的联系、交流等，会通过不同的软件来完成，虽然不受地域的限制，但中间过程很容易被攻击。通过应用虚拟网络技术，强化了远程分支部门和企业部门之间的联系，在很多方面都创造了较大的价值。首先，虚拟网络技术和促使两端建立稳固的桥梁，并且加强了数据传输、文件共享的保护。其次，针对两端的具体工作情况，设定了不同的保护措施，文件、数据、信息等，均是经过加密处理的，对方在收到后，需应用针对性的方法来打开，提高工作效率的同时，不会受到其他的攻击。第三，利用虚拟网络技术，针对远程分支部门和企业部门，建立了比较安全的局域网，不仅在加密性方面表现为高速的特点，同时加密的密钥不容易被破坏，总体上的应用效果比较理想。
三、远程员工和企业网之间
虚拟网络技术在应用的过程中，还突出表现在远程员工和企业网之间，考虑到不同企业的运行模式不同，因此需要对远程员工、对企业网实现有效的保护。例如，虚拟网络技术把企业总部当做是虚拟专用网的中心连接点，在企业的内部设置具有网络虚拟功能的防火墙，该防火墙被当做是企业的计算机网络的出口的网关。移动的业务网点和办公用户要想进入防火墙设备中，就必须通过虚拟网络客户端进行登录。这种方式大大提高了计算机网络的安全。由于这种方式是通过让采购人员和企业销售人员一起在企业系统中传入信息来实现远程员工和其他企业间的信息和资源共享。所以，这种虚拟网络技术的应用又被称为远程访问式虚拟网络技术。它在具有相当高的安全性的同时还具有低成本的优势。
总结
本文对虚拟网络技术在计算机网络安全中的应用展开讨论，在目前的研究工作中，认为虚拟网络的应用，加强了对计算机网络的安全保护，告别了过去的传统保护方法，在水平上有所提升。今后，应根据不同企业、地区对计算机网络的具体要求，强化虚拟网络技术的各项应用，设定多元化的安保方案，从本质上实现计算机网络安全的提升。相信在未来的工作中，虚拟网络技术将创造出更大的价值。
参考文献
[1]张伟杰.虚拟专用网络技术在计算机网络信息安全中的应用[J].电子世界,2014,17:176.
虚拟网络的实现范文第8篇
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在要调用该网页的页面中，将超链接设为其访问路径。
3.2 客户端要求
第一次使用网络仿真环境前，须下载？并安装“SYA2-2型实验室盐度计网络仿真运行库”，即点击下载安装引擎安装按钮，以启用LabVIEWVI在网页浏览器中的本地运行功能。安装过程中，LabVlEW Data安装目录必须使用默认值。安装即将完成时，提示重新启动计算机。如图3所示。