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（云计算）华为HCIP全笔记——FusionCompute篇（四）FC网络虚拟化：华为分布式交换方案、FC分布式交换机、Trunk口、OVS、DVS与EVS、VNC连接原理、网络QoS..._evs、sr-iov bonding

网友: 技术文档 2025-07-30 11:03:45

FusionCompute云操作系统软件(网络虚拟化)

计算虚拟化驱动网络虚拟化的发展。

传统数据中心，一台服务器运行一个操作系统，通过物理网线与交换机相连，由交换机实现不同的主机的交换、流量控制、安全控制等功能。在计算虚拟化后，一台服务器虚拟化成多台的虚拟的主机，每个虚拟主机有自己的CPU、内存和网卡。

同一服务器上的不同主机之间既需要维持原有的通信，同时由于共享物理设备，引出了新的安全隔离、以及对流控的更高的需求，对虚拟交换技术的诉求由此产生。

  • 为统一和简化对各台主机的虚拟交换机的配置管理，业界引入分布式虚拟交换机。

  • 分布式虚拟交换机一方面可以对多台服务器的虚拟交换机统一配置、管理和监控，另一方面也可以保证虚拟机在服务器之间迁移时网络配置的一致性。

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Linux Bridge

Linux Bridge（网桥）是工作于二层的虚拟网络设备，功能类似于物理的交换机。

  • Bridge可以绑定其他Linux网络设备作为从设备，并将这些设备虚拟化为端口，当一个从设备被绑定到Bridge上时，就相当于真实网络中的交换机端口插入了一个连接有终端的网线。

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OVS 概述

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  • Open vSwitch（OVS）是一款基于软件实现的开源虚拟以太网交换机。
  • OVS能够支持多种标准的管理接口和协议，还可以支持跨多个物理服务器的分布式环境。
  • OVS提供了对OpenFlow协议的支持，并且能够与众多开源的虚拟化平台相整合。

主要有两个作用：

  1. 传递虚拟机VM之间的流量
  2. 实现VM和外界网络的通信

开源的一款软件

为什么需要OVS：

  1. 状态可移植
  2. 适应动态网络
  3. 支持逻辑标签的维护
  4. 支持硬件集成

功能：与物理交换机功能相同
支持：VLAN、QoS(服务质量保障/虚拟机限速)、支持协议:Netflow\\sFlow、SPAN、RSPAN…

DVS 概述

分布式交换机的功能类似于普通的物理交换机，每台主机都连接到分布式交换机中。

分布式交换机的一端是与虚拟机相连的虚拟端口，另一端是与虚拟机所在主机上的物理以太网适配器相连的上行链路。

通过它可以连接主机和虚拟机，实现系统网络互通。

  • 另外，分布式交换机在所有关联主机之间作为单个虚拟交换机使用。此功能可使虚拟机在跨主机进行迁移时确保其网络配置保持一致。

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分布式虚拟交换机(DVS)：
在逻辑上，将很多个OVS整合在一起形成了DVS
仅仅是在逻辑层面上存在，物理层面是不存在的

DVS是二层交换机，反言之OVS也是二层交换机
目的：

  1. 数据交换
  2. 数据隔离
  3. 数据安全

为什么会存在？

  • 因为考虑到很多台虚拟机，使用DVS就统一管理虚拟机例如VLAN，
    我们可以直接在DVS上划分VLAN，可以直接在DVS上用接口等

EVS概述

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华为针对OVS进行改变从而得到了EVS

  1. 在Host上运行用户态EVS，借助于DPDK的网卡管理API和大页内存，来提升物理网卡收发包性能和处理能力
  2. 基于vhost-user技术，vhost在用户态直接和EVS交互，通过地址偏移获取DPDK大页地址，性能提升30%~40%
  3. 利用批处理和轮询机制替身报文处理能力
  4. 后续会通过ivshm技术以共享内存于VM通信进一步提升性能

华为分布式交换方案特点：

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  1. 集中的管理：
    统一Portal和集中的管理，简化用户的管理和配置
  2. 开源OpenvSwitch：
    集成开源Open vSwitch，充分利用和集成了开源社区虚拟交换的能力
  3. 提供丰富的虚拟交换的二层特性，包括交换、QoS、安全隔离等

FusionCompute分布式交换机

FusionCompute具备支持分布式虚拟交换，开源向虚拟机提供独立的网络平面。
像物理交换机一样，不同的网络平面间通过VLAN进行隔离

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华为虚拟交换模型

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  • 华为虚拟交换机提供三种的虚拟交换模式：普通模式、SR-IOV直通模式、用户态交换模式

端口

  • 普通接口为Access接口

Trunk口(中继接口)：

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  1. 虚拟机网卡通过端口接入虚拟交换机进行网络数据包的收发。
  2. 虚拟交换机虚端口支持配置为Trunk类型，并允许设置Trunk的VLAN ID范围，之后虚端口便具备了同时收发携带不同VLAN标签的网络数据包的功能，从而满足了虚拟网卡支持Trunk类型端口的需求

普通接口和中继接口的端口组区别：

  • 普通接口只有一个VLAN通过
  • 中继接口允许多个VLAN通过

网络QoS(服务质量保证)：

Qos策略提供贷款配置控制能力

  • 基于端口组成员接口发送方向与接收方向的带宽控制
  • 基于端口组的每个成员接口提供流量整形、带宽优先级

网口绑定：

  • 管理员可以通过 FusionCompute绑定CNA主机的网口，以提高网络的可靠性
  • 针对普通网卡和DPDK驱动的物理网卡均可以设置端口绑定

VNC （Virtual Network Console）虚拟网络控制台：

  • 从远端控制服务器实时桌面时需要用到的VNC服务，开启后可用本地（即用户操作所用的客户端）的鼠标、键盘对服务器进行操作，可用本地显示器查看服务器。

在“VNC”页面，您可以查看和设置VNC功能的开启情况及相关配置项目。

整个 VNC 一般运行的工作流程如下：

  1. VNC 客户端通过浏览器或 VNC Viewer 连接至 VNC Server。
  2. VNC Server 传送一对话窗口至客户端，要求输入连接密码（可能为空），以及存取的 VNC Server 显示装置。
  3. 在客户端输入连接密码后，VNC Server 验证客户端是否具有存取权限。
  4. 若是客户端通过 VNC Server 的验证，客户端即要求 VNC Server 显示桌面环境。
  5. 被控端将画面显示控制权交由 VNC Server 负责。
  6. VNC Server 将把被控端的桌面环境利用 VNC 通信协议送至客户端，并且允许客户端控制 VNC Server 的桌面环境及输入装置

VNC实现的控制原理：

屏幕控制原理：

VNC是把被控制端的屏幕做成图像，经过压缩后传送到控制端
控制端的控制信息（如鼠标信息）传送到被控制端后进入消息队列

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其控制是基于TCP/IP的,其中VNC Server扮演了双重角色.vnc protocal是基于RFB protocal的

  1. 截屏方式
    VNC使用的截屏方式比较独特,它有两种方式,第一种是使用钩子自动报告需要截屏的区域,第二种是轮询某一个区域(如前景窗口).截屏后使用某种压缩算法压缩后发送.(有好几种可选)

  2. 传输方式
    - RFB协议传输：
    在控之端不能直接改变显示大小,只能进行缩放,如缩放为原大小的几倍。

    原理是在远程机器上运行一个额外的X服务器，X服务器和客户机器都在远程跑。
    然后通过RFB协议用自己的客户端显示到本地

X协议：
X 视窗系统提供了一个公开协议，由其客户程序可以查询和更新 X 服务器上的信息。
X 视窗系统（X 协议）允许网络中不同计算机上的进程在其它网络显示器上显示内容。

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