[发明专利]一种远程协助转发方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及网络技术，尤其涉及一种远程协助转发方法及系统。

背景技术

云计算的兴起正在逐渐地改变整个计算机学术界和产业界，而虚拟化正迅速发展成为下一代数据中心的核心元素，而这种变化也给网络带来新的挑战。早期服务器20虚拟化部署大大节约了成本，而同时加强了部署灵活性和适应性。随着虚拟化软件逐渐成熟，简单的服务器20集成开始趋向涉及对服务器20环境进行完全重新架构的策略。下一代服务器20硬件将支持虚拟机，并且大部分软件在设计时就考虑了虚拟化。给网络带来的一些挑战是：对带宽和交换能力的要求，大大提高了拓扑复杂性，并且使管理复杂化，因为虚拟化模糊了物理和虚拟、网络和服务器20以及数据和存储网络之间的区别。

虚拟机比传统操作系统或应用程序更加容易部署，企业还可以通过在单个服务器20上运行多个虚拟机来减少成本。但是虚拟化也有缺点，在网络方面来看，虽然虚拟化减少了物理服务器20的数量，但是虚拟化也增加了虚拟设备和网络设备的数量。从交换机的角度来看，虚拟网络端口与物理网络端口存在一些差异。另外，虚拟机的增加使网络流量猛增，无论是在网络核心还是边缘，造成潜在网络瓶颈问题和管理难题。

服务器20的简洁化将导致网络的复杂化，首先，增加的网络复杂性会影响性能。除了增加网络设备外，虚拟化增加了交换结构的层级，增加了延迟性、功能损耗和管理复杂度。大多数数据中心使用三层结构：边缘交换机、汇聚交换机和机架顶交换机(TOR)或者布线方式交换机EOR。管理程序增加了一个具有软件交换机附件层来管理内部管理程序流量。有些服务器20可能会使用具有硬件端口虚拟化的智能NIC，而刀片机箱往往有交换机模块，每个模块都会增加另一个交换层。其次，物理服务器20上的虚拟机器的集成会影响交换可扩展性和性能。此外，因为虚拟交换机在第2层运行，虚拟机的增加将会改变局域网拓扑，让其变得更大。这还使在边缘交换机出现之前局域网设计师遭遇的很多问题重新出现了，例如广播流量开销和地址表爆炸等问题。虚拟机集成率还限制了VLAN分区的有效性。因为虚拟交换机在第2层运行，更像是连接到外部网络的桥梁，并且因为VLAN标签是基于端口的，任何特定应用程序VLAN对于系统上的虚拟机都是可见的。因此，如果更多虚拟机共享相同的以太网端口，并且这些虚拟机上的不同的应用程序源自不同VLAN，然后每个端口将需要对更多VLAN的访问权限，这大大限制了有效性。再次，软件交换机使管理和安全复杂化了。网络监控、管理、流量报告和安全工具使用标准协议在物理端口上运行，但是随着越来越多的流量在管理程序间交换，这些工具失去了对大量网络活动的可视性。一些供应商让其监控和分析软件能够在虚拟机上使用来重新获得可视性，但是这些都是专有解决方案，通常只能支持一个或两个管理程序供应商，并且通常需要额外的证书成本。

为解决以上虚拟化给网络带来的问题，各个厂商纷纷提出各种解决方案，最为传统的是虚拟交换机，其优点是纯靠软件来实现，不需要额外的硬件设备，但是性能和管理问题无法避免，一种替代方法就是虚拟以太桥(VEB)，它将桥接功能移动到一个智能NIC(网卡，Network Interface Card)上，这个NIC支持所谓的单根I/O虚拟化(SR-IOV)。SR-IOV将智能NIC划分为多个虚拟NIC，每个虚拟机分配一个NIC，它是通过为每个虚拟机提供独立的内存空间、中断和DMA流来实现的。这允许桥接发生在硬件，而不是在管理程序中。但是由于NIC之间较差的互操作性，以及随着每台服务器20承载的虚拟机数量增加而带来的可扩展性问题，这种解决方案没有赢得市场的青睐。另一个解决方案是完全摒弃虚拟交换机，而将交换功能移回到边缘设备。因而产生了两个IEEE标准：802.1Qbg和802.1Qbh。在惠普推出其相关技术后，这个标准有时也被称为虚拟以太网端口聚合(VEPA)，尽管惠普的VEPA实际上包含额外的专有功能。