什么是网络虚拟化？

网络虚拟化可以将单个物理网络模拟出多个逻辑网络，每个逻辑网络彼此独立隔离。这种虚拟化技术可以最大限度地利用现有的网络硬件资源，避免资源浪费，节省网络资源成本。

网络虚拟化软件可以为虚拟机或容器提供完整的虚拟网络拓扑，包括虚拟交换机、虚拟路由器、虚拟防火墙等网络组件。这些虚拟网络组件可以根据应用需求进行灵活配置和管理，为应用提供所需的网络环境。

通过网络虚拟化，可以将不同的虚拟网络彼此隔离，确保网络流量和数据在不同的虚拟网络之间不会相互干扰。这种隔离机制可以提高网络安全性和可靠性。

网络虚拟化使网络管理员能够通过软件定义网络（SDN）等技术，以编程方式自动化和编排网络资源。这种方式可以显著简化网络管理流程，提高运维效率。

网络虚拟化是实现云计算和现代数据中心网络的关键技术之一。它可以为云环境中的虚拟机和容器提供灵活、可扩展的网络支持，满足云计算对网络的高要求。

总之，网络虚拟化通过软件手段对网络资源进行抽象和虚拟化，实现了网络资源的高效利用、网络隔离、简化管理以及支持云计算等目的，是现代网络架构中不可或缺的重要技术。

外部虚拟化是将多个物理网络或网络的部分组合成一个虚拟网络单元。通过这种方式，可以跨越多个物理网络，将分散的网络资源整合为一个逻辑网络，从而实现网络资源的共享和重用。

内部虚拟化是在单个网络服务器上为软件容器提供类似网络的功能。通过这种方式，可以在同一台物理服务器上运行多个虚拟网络，每个虚拟网络都拥有独立的网络地址空间、路由表和防火墙规则，从而实现网络隔离和安全性。

SDN 通过将网络控制与转发功能分离，将网络控制权从物理网络设备转移到软件控制器，从而实现对网络的集中管理和编程控制。SDN 可以根据应用需求动态调整网络资源分配，提高网络灵活性和可编程性。

NFV 将传统的专用网络设备功能，如防火墙、负载均衡器等，虚拟化为软件组件，运行在标准服务器上。这种方式可以降低网络设备成本，提高资源利用率，并实现网络功能的快速部署和灵活扩展。

网络虚拟化是云计算领域的一项关键技术，它通过软件定义的方式将网络资源虚拟化，从而实现网络资源的灵活分配和高效利用。其中，虚拟专用网络（VPN）是网络虚拟化的一种重要形式。

VPN 是指在公用通信网络上建立专用的虚拟通信网络。它通过隧道技术实现站点之间的互联，从而可以不使用传统物理链路，也能实现共享物理网络资源的功能。

VPN 可以划分为一层 VPN、二层 VPN 和三层 VPN 三大类，按照不同的互联方式进行分类。其中：

• 一层 VPN 是在物理层实现的虚拟专用网络，如 DWDM 等技术
• 二层 VPN 是在数据链路层实现的虚拟专用网络，如 VPLS 等技术
• 三层 VPN 是在网络层实现的虚拟专用网络，如 MPLS VPN 等技术

VPN 可以用于远程用户、公司分支机构、商业伙伴等与公司内部网络的互联。相比传统的专线互联方式，VPN 具有以下优势：

• 安全可信：通过加密和认证机制确保数据传输的安全性
• 经济高效：共享公用网络资源，降低网络建设和运维成本

然而，VPN 也存在一定的限制：

• 由于连接方式基于相同的技术和协议栈，因此不能实现多组网络方案共存
• 并存的虚拟网络无法完全隔离，存在潜在的安全隐患

网络虚拟化增加了环境管理的复杂性。尽管虚拟存储基础设施提供了单一的逻辑磁盘和复制服务管理入口，但物理存储和网络基础设施仍然需要管理。由于抽象层的存在，问题确定和故障隔离也变得更加复杂。

网络虚拟化使传统的设计原则可能不再适用，并带来了一系列新概念需要考虑，从而增加了基础设施设计的复杂性。实现网络虚拟化的软件或设备设计和编码也可能很复杂，尤其是针对直接处理 I/O 请求的基于网络的对称设计，这可能会影响延迟。

由于无线环境的独特性质，如时变信道、衰减、移动性和广播，无线网络虚拟化尤其具有挑战性，这些特性使抽象和隔离物理无线基础设施和无线资源管理变得更加复杂。不同无线接入技术的多样性也使融合、共享和抽象难以实现。

网络虚拟化的风险包括难以撤销失败的实施，以及确保互操作性和供应商支持。映射逻辑到物理存储的元数据也至关重要，丢失这些信息将使重建逻辑驱动器几乎不可能。