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学习日记-何为“云”(首次更新)

2023-06-20 07:19:32
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一、何为“云”计算     

        通过网络按需提供可动态伸缩的廉价计算服务。是分布式计算的一种,指的是通过网络“云”将巨大的数据计算处理程序分解成无数个小程序,然后,通过多部服务器组成的系统进行处理和分析这些小程序得到结果并返回给用户。

        简而言之,“云”实质上就是一个网络,狭义上讲,云计算就是一种提供资源的网络,使用者可以随时获取“云”上的资源,按需求量使用,并且可以看成是无限扩展的,只要按使用量付费就可以。“云”就像自来水厂一样,我们可以随时接水,并且不限量,按照自己家的用水量,付费给自来水厂就可以。

        下面从网络的角度,属性“云”计算过程种涉及到的名词和相关技术。

二、相关概念简介

1、VLAN

背景

 

实现

VLAN标签(VLAN Tag

目的

相比直接用交换机进行物理隔离,vlan可以通过灵活分割广播域(隔离广播域)

作用

  • 提高网络的安全性
  • 优化网络性能

特点

  • 不受地域限制
  • 同一vlan内的设备才能进行二层通信

2、VxLAN

定义

是一种网络虚拟化技术,可以穿透三层网络对进行扩展。即能在三层网络的基础上建立二层以太网网络隧道,从而实现跨地域的二层互连。

原理

本质为,在一个三层互连的网络中,构建一个逻辑上的二层网络

VxLAN工作过程

问:如何使得下图中的server1和server2连接在逻辑的二层网络?

     

                                                      变为

            

       一个真正的二层网络(通过交换机连接),10.1访问10.2,会用广播发送一个请求10.2 mac地址的arp报文,收到回应后完成arp解析,进而封装数据建立通信。

       在跨三层网络中,发出的广播ARP会被三层设备隔离,无法到达目标主机。而vxlan的解决方案是隧道技术。

问:为什么要隔离广播域?

       在传输中当不知道目的MAC地址时,需要在网段内广播当前子网下所有的节点,相应的广播报文以及目的MAC查找失败报文会向所有端口转发,因此会消耗大量的网络带宽。

 

2、解决上述1的问题:隧道技术

       就是在原始的报文上,加一个新报头,靠新报头把数据包送到目的地(就是将一个数据包封装在另一个数据包中进行传输)

        

       当NVE设备收到了server1发出的arp广播报文,会给这个广播报文加上新的头部,新头部的源IP是10.1.1.2,目标IP是10.2.2.2,这样就把广播变成了单播,然后就可以正常的送到对面的NVE设备。

       对面的NVE设备收到报文后,拆除新头部,露出原始的ARP报文,就可以转发到Server2 了。同样的方法Server2给server1回包,就完成了mac地址的解析。

       后续server1和server2之间的所有报文,就可以通过这种隧道的方式,实现通信。

组成

主要包含三种角色:VTEP(VXLAN Tunnel EndPoint)、VXLAN网关VXLANIP网关.

1、 VTEP是直接与终端连接的设备,负责原始以太报文的VXLAN封装和解封装。

      每个VTEP具备两个接口:一个是本地桥接接口,负责原始以太帧接收和发送,另一个是IP接口,负责VXLAN数据帧接收和发送。VTEP可以是物理交换机或软件交换机。

2、VXLAN网关具备VTEP的功能,还负责VLAN报文与VXLAN报文之间的映射和转发,例如VXLAN的虚拟机与传统VLAN的虚拟机之间互访。

3、VXLANIP网关具有VXLAN网关的所有功能,还负责处理不同VXLAN之间的报文通信,例如不同VXLAN的虚拟机之间需要互访。

相关名称

VNI VXLAN Network Identifier,VXLAN 网络标识符): VXLAN通过VXLAN ID来标识

 

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一、何为“云”计算     

        通过网络按需提供可动态伸缩的廉价计算服务。是分布式计算的一种,指的是通过网络“云”将巨大的数据计算处理程序分解成无数个小程序,然后,通过多部服务器组成的系统进行处理和分析这些小程序得到结果并返回给用户。

        简而言之,“云”实质上就是一个网络,狭义上讲,云计算就是一种提供资源的网络,使用者可以随时获取“云”上的资源,按需求量使用,并且可以看成是无限扩展的,只要按使用量付费就可以。“云”就像自来水厂一样,我们可以随时接水,并且不限量,按照自己家的用水量,付费给自来水厂就可以。

        下面从网络的角度,属性“云”计算过程种涉及到的名词和相关技术。

二、相关概念简介

1、VLAN

背景

 

实现

VLAN标签(VLAN Tag

目的

相比直接用交换机进行物理隔离,vlan可以通过灵活分割广播域(隔离广播域)

作用

  • 提高网络的安全性
  • 优化网络性能

特点

  • 不受地域限制
  • 同一vlan内的设备才能进行二层通信

2、VxLAN

定义

是一种网络虚拟化技术,可以穿透三层网络对进行扩展。即能在三层网络的基础上建立二层以太网网络隧道,从而实现跨地域的二层互连。

原理

本质为,在一个三层互连的网络中,构建一个逻辑上的二层网络

VxLAN工作过程

问:如何使得下图中的server1和server2连接在逻辑的二层网络?

     

                                                      变为

            

       一个真正的二层网络(通过交换机连接),10.1访问10.2,会用广播发送一个请求10.2 mac地址的arp报文,收到回应后完成arp解析,进而封装数据建立通信。

       在跨三层网络中,发出的广播ARP会被三层设备隔离,无法到达目标主机。而vxlan的解决方案是隧道技术。

问:为什么要隔离广播域?

       在传输中当不知道目的MAC地址时,需要在网段内广播当前子网下所有的节点,相应的广播报文以及目的MAC查找失败报文会向所有端口转发,因此会消耗大量的网络带宽。

 

2、解决上述1的问题:隧道技术

       就是在原始的报文上,加一个新报头,靠新报头把数据包送到目的地(就是将一个数据包封装在另一个数据包中进行传输)

        

       当NVE设备收到了server1发出的arp广播报文,会给这个广播报文加上新的头部,新头部的源IP是10.1.1.2,目标IP是10.2.2.2,这样就把广播变成了单播,然后就可以正常的送到对面的NVE设备。

       对面的NVE设备收到报文后,拆除新头部,露出原始的ARP报文,就可以转发到Server2 了。同样的方法Server2给server1回包,就完成了mac地址的解析。

       后续server1和server2之间的所有报文,就可以通过这种隧道的方式,实现通信。

组成

主要包含三种角色:VTEP(VXLAN Tunnel EndPoint)、VXLAN网关VXLANIP网关.

1、 VTEP是直接与终端连接的设备,负责原始以太报文的VXLAN封装和解封装。

      每个VTEP具备两个接口:一个是本地桥接接口,负责原始以太帧接收和发送,另一个是IP接口,负责VXLAN数据帧接收和发送。VTEP可以是物理交换机或软件交换机。

2、VXLAN网关具备VTEP的功能,还负责VLAN报文与VXLAN报文之间的映射和转发,例如VXLAN的虚拟机与传统VLAN的虚拟机之间互访。

3、VXLANIP网关具有VXLAN网关的所有功能,还负责处理不同VXLAN之间的报文通信,例如不同VXLAN的虚拟机之间需要互访。

相关名称

VNI VXLAN Network Identifier,VXLAN 网络标识符): VXLAN通过VXLAN ID来标识

 

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