虚拟网络的工作原理是什么

虚拟网络是一种通过软件定义和虚拟化技术来抽象和管理网络基础设施的方法。其工作原理可以概括为以下几个方面:

虚拟网络的工作原理是什么_网络功能虚拟化(NFV)

网络功能虚拟化(NFV)

NFV利用虚拟化技术将传统的网络功能如路由器、防火墙等从专用硬件中解耦出来,在商用服务器、存储设备或云基础设施上以软件形式运行。这种解耦使网络架构更加灵活,有利于敏捷的网络管理和快速推出新服务,同时大幅降低资本和运营支出。

虚拟网络的工作原理是什么_软件定义网络(SDN)

软件定义网络(SDN)

SDN通过将控制平面与数据平面分离,将网络控制权从物理环境转移到软件层,使网络管理员能够集中控制和优化网络流量。例如,可以根据需求优先处理视频通话等关键业务流量。

虚拟网络的工作原理是什么_集中管理和虚拟化

集中管理和虚拟化

虚拟网络将所有网络资源如交换机、路由器、防火墙等集中到一个软件定义的虚拟层中进行管理。管理员无需接触物理硬件,即可通过软件对这些网络元素进行调整和控制,极大简化了网络管理。

虚拟网络的工作原理是什么_分布式部署

分布式部署

虚拟网络功能可以灵活部署在数据中心、网络节点或客户端,从而实现分布式网络功能虚拟化(Distributed NFV)。这种方式可以根据经济性、性能和可行性等因素,将虚拟化功能部署在最合适的位置。


虚拟网络有哪些优势

虚拟网络为企业带来了诸多优势,值得广泛采用。以下是虚拟网络的主要优势:

虚拟网络有哪些优势_提高安全性

提高安全性

虚拟网络能够为远程工作人员提供安全的网络访问权限。虚拟网络允许私有网络扩展到无法直接访问的用户,如通过互联网为办公网络提供安全远程访问。云提供商还可利用物理网络组件和尖端基础设施增强虚拟网络的安全性。

虚拟网络有哪些优势_降低成本

降低成本

虚拟网络有助于提高大型网络或数据中心的效率,通过合并或细分局域网为虚拟网络。分布式网络功能虚拟化(Distributed NFV)还允许服务提供商将虚拟化网络功能部署在最有效和最经济的位置,从数据中心到网络节点再到客户场所,从而降低成本。

虚拟网络有哪些优势_提高灵活性

提高灵活性

借助云网络,企业可在数小时内而非数天或数周内部署新站点并配置定制网络,大大加快了部署速度。虚拟化还可实现硬件资源的高效利用、IT管理自动化以及更快的灾难恢复能力,为企业带来更大的敏捷性。

虚拟网络有哪些优势_简化监控和维护

简化监控和维护

云网络消除了物理管理和维护的需求,为组织提供了对整个网络流量数据的全面可见性。虚拟化环境比物理基础设施更易于恢复,有助于提高可靠性。


虚拟网络的组成部分有哪些

虚拟网络是基于软件定义的网络基础设施,主要由以下几个组成部分构成:

虚拟机

虚拟机是物理计算机的软件实现,可运行自己的操作系统和应用程序。它们是虚拟网络中的主要计算节点。

虚拟交换机

虚拟交换机是软件实现的网络交换机,用于连接虚拟机与外部网络,为虚拟机提供网络连接。

虚拟路由器

虚拟路由器是软件实现的网络路由器,可以在虚拟网络之间或虚拟网络与物理网络之间路由网络流量。

虚拟防火墙

虚拟防火墙是软件实现的网络安全设备,可以过滤和控制虚拟网络之间或虚拟网络与物理网络之间的网络流量。

网络功能虚拟化基础设施

所有的虚拟网络组件都部署在网络功能虚拟化基础设施(NFVI),NFVI由提供虚拟化网络功能(VNF)部署环境的硬件和软件组成。 通过虚拟化技术,云网络服务可以灵活地定义虚拟路由器、虚拟防火墙和虚拟负载均衡器等网络组件,突破了物理基础设施的限制。虚拟网络使用基于云的虚拟服务器,并通过基于云的虚拟专用网络和安全连接连接办公网点。


如何搭建虚拟网络

虚拟网络是一种通过软件配置和管理网络资源的方式,可以提高系统效率并实现灵活的网络架构。以下是搭建虚拟网络的几种主要方法:

网络虚拟化

网络虚拟化通过在单个系统上配置软件容器或伪接口,模拟物理网络的功能。这种方式可以提高单个系统的效率,将应用程序隔离到不同的容器或伪接口。网络虚拟化还可用于应用程序开发和测试,模拟真实的硬件和系统软件环境。

虚拟专用网络(VPN)

VPN是一种虚拟网络,通过在不安全的通信媒体(如公共互联网)上使用隧道协议,在计算设备和计算机网络或两个网络之间创建安全连接。VPN在现有网络上建立虚拟点对点连接,从而在公共互联网上提供类似专用广域网(WAN)的部分优势。

网络功能虚拟化(NFV)

NFV利用IT虚拟化技术将整个网络节点功能类别虚拟化为基于软件的构建块,这些构建块可以连接在一起创建通信服务。这种方式将网络功能软件与专用硬件分离,实现更加灵活和敏捷的网络架构。

云网络

云网络允许通过软件定义和管理网络,创建虚拟局域网(LAN)和广域网(WAN)。云网络的关键是利用虚拟化技术定义虚拟路由器、防火墙和负载均衡器等网络组件。


虚拟网络有哪些应用场景

应用开发和测试

虚拟网络可用于模拟真实硬件和系统软件,帮助开发人员在测试环境中模拟应用程序、服务、依赖项和最终用户之间的连接。

网络组合和细分

外部网络虚拟化可将一个或多个局域网(LAN)组合或细分为虚拟网络,以提高大型网络或数据中心的效率。

无线网络虚拟化

可实现频谱共享、基础设施虚拟化和空中接口虚拟化。

网络功能虚拟化

将防火墙、负载均衡器和流量分析器等网络设备的功能组合在一起,以提高网络性能。

提高系统效率

通过将应用程序隔离到单独的容器或伪接口,虚拟网络可以提高单个系统的效率。

远程访问VPN

虚拟网络可用于远程访问VPN、企业间连接、云计算和分支机构场景。

软件定义网络(SDN)

允许组织对系统进行编程,比如优先处理某些网络流量(如视频通话),以确保通话质量。

虚拟私有云

组织可定义虚拟私有云网络,并在其边界内运行云网络资源。


虚拟网络的类型

远程访问虚拟私有网络

远程访问虚拟私有网络(VPN)提供了类似于将计算机连接到本地区域网络的主机到网络配置。这种类型的VPN为远程工作者或移动工作者提供了访问企业网络(如内联网)的权限,而无需将他们暴露在公共互联网。

基于云的虚拟网络

云网络服务通过虚拟化实现,可以在软件中定义虚拟路由器、防火墙和负载均衡器等网络组件。这种虚拟化意味着云网络的唯一限制是底层物理基础设施的容量和功能。

云原生网络功能

云原生网络功能(CNF)是一种特殊类型的虚拟化网络功能,它运行在Linux容器内,通常由Kubernetes编排,而不是作为传统的虚拟化网络功能(VNF)。CNF具有容器化微服务和水平扩展能力等特征。

站点到站点虚拟私有网络

站点到站点虚拟私有网络连接两个网络。这种配置可以跨地理位置分散的办公室扩展网络,或将一组办公室连接到数据中心。

虚拟私有云

虚拟私有云(VPC)将其他云资源与云网络相结合。使用VPC,您可以定义虚拟私有云网络,并在其边界内运行云网络资源,通过虚拟私有网络和软件定义的安全组件实现基于互联网的远程访问。VPC与公共云服务逻辑隔离,可视为虚拟数据中心。


虚拟网络与传统网络的区别

虚拟网络与传统网络在网络功能和管理方式上存在显著区别。本文将从以下几个方面阐述两者的差异。

网络功能虚拟化

虚拟网络采用网络功能虚拟化(NFV)架构,将网络功能如会话边界控制器、负载均衡器、防火墙和WAN加速器等运行在商用服务器、交换机和存储设备上的软件,而非专用硬件设备。这种将网络功能软件与专用硬件分离的做法,使网络架构更加灵活敏捷。 相比之下,传统网络依赖于专有的硬件网络设备,产品周期较长、开发较慢,且存在厂商锁定问题。

网络管理方式

虚拟网络可通过自动化工具进行更高效的管理和编排,实现更快的服务推出,并显著降低资本和运营支出。而传统网络则需要手动管理物理网络基础设施。 在虚拟网络中,管理员可以通过软件逻辑虚拟控制网络元素,无需接触物理组件,简化了网络管理。此外,虚拟私有云允许组织定义自己的隔离虚拟私有网络,并在其中运行云网络资源,提供虚拟数据中心的功能。

网络部署模式

在传统网络中,企业需要在数据中心租用物理服务器,并通过本地电信运营商从办公点购买直接网络链路连接到服务器。而在云网络配置中,企业使用基于云的虚拟服务器,并通过基于云的虚拟私有网络和安全连接连接办公点。 云网络由虚拟化技术支持,网络组件如虚拟路由器、防火墙和负载均衡器通过软件逻辑定义和管理。这种虚拟化意味着云网络的唯一限制是底层物理基础设施的容量和能力,而这由云提供商管理。


虚拟网络面临的安全挑战

虚拟网络虽然提供了许多优势,但也面临着一些安全挑战: 数据泄露风险 虚拟网络中的数据可能会被未经授权的用户或系统访问,导致敏感信息泄露,需要采取适当的加密和访问控制措施来防范。 网络隔离不足 虚拟网络中的不同组件之间可能存在不当的网络连接,使得恶意流量能够在不同的虚拟网络之间传播。因此,需要对网络进行适当的隔离和分段。 配置错误 虚拟网络的配置错误可能会导致安全漏洞,为攻击者提供入侵途径。管理员需要谨慎配置并持续监控虚拟网络的安全状态。 虚拟机逃逸 在某些情况下,虚拟机可能会逃逸出其预期的隔离边界,从而对宿主系统和其他虚拟机构成威胁,需要采取适当的虚拟化安全措施来防范。


虚拟网络的发展历程是什么

虚拟网络的发展历程可以概括为以下几个阶段:

虚拟网络的发展历程是什么_传统电信行业的产品开发模式

传统电信行业的产品开发模式

虚拟网络的发展源于传统电信行业的产品开发模式。这种模式被称为"运营商级"(carrier grade),以稳定性、协议遵从性和质量为核心,导致了产品周期长、开发缓慢,并依赖专有或特定硬件。然而,来自一些在公共互联网上运营的敏捷组织的竞争,促使服务提供商寻求创新方式来颠覆现状并增加收入来源。

虚拟网络的发展历程是什么_软件定义网络(SDN)和网络功能虚拟化(NFV)的兴起

软件定义网络(SDN)和网络功能虚拟化(NFV)的兴起

2012年10月,电信运营商在德国达姆施塔特的会议上发表了关于软件定义网络(SDN)和新技术的白皮书,导致行业组织内部成立了由电信行业代表组成的网络功能虚拟化(NFV)行业规范小组(ISG)。

虚拟网络的发展历程是什么_网络虚拟化的应用

网络虚拟化的应用

网络虚拟化使软件开发人员能够在模拟的网络环境中测试他们的应用程序,而无需在所有可能的硬件或系统软件上进行物理测试。这个过程涉及将网络硬件、元素和媒体组合成一个单一的、基于软件的管理实体。


亚马逊云科技热门云产品

Amazon SageMaker

Amazon SageMaker

大规模构建、训练和部署机器学习模型

Amazon IoT Analytics

Amazon IoT Analytics

IoT 设备分析

Amazon Cognito

Amazon Cognito

应用程序的身份管理

Amazon Transcribe

Amazon Transcribe

自动语音识别

欢迎加入亚马逊云科技培训中心

欢迎加入亚马逊云科技培训中心

从 0 到 1 轻松上手云服务,获取更多官方开发资源及培训教程
从 0 到 1 轻松上手云服务,获取更多官方开发资源及培训教程
  • 快速上手训练营
  • 第一课:亚马逊云科技简介

    本课程帮助您初步了解云平台与本地环境的差异,以及亚马逊云科技平台的基础设施和部分核心服务,包括亚马逊云科技平台上的弹性高可用架构,架构设计准则和本地架构迁移上云的基本知识。

    亚马逊云科技技术讲师:李锦鸿

    第二课:存储与数据库服务

    您将在本课程中学习到亚马逊云科技上的三个存储服务分别是什么。我们也将在这个模块中为您介绍亚马逊云科技上的关系型数据库服务 Amazon Relational Database Service (RDS)。

    亚马逊云科技资深技术讲师:周一川

    第三课:安全、身份和访问管理

    在这个模块,您将学习到保护您在亚马逊云科技上构建的应用的安全相关知识,责任共担模型以及身份和访问管理服务, Identity and Access Management (IAM) 。同时,通过讲师演示,您将学会如何授权给 EC2 实例,允许其访问 S3 上的资源。

    亚马逊云科技技术讲师:马仲凯
  • 账单设置与查看
  • 视频:快速完成税务设置

    部署时间:5 分钟

    视频:账户账单信息

    部署时间:3 分钟

    视频:如何支付账单

    部署时间:3 分钟

  • 动手实操
  • 快速上手云上无服务器化的 MySQL 数据库

    本教程将引导您创建一个Aurora Serverless 数据库并且连接上它。

    部署时间:10 分钟

    启动一台基于 Graviton2 的 EC2 实例


    本教程将为您讲解如何在云控制台上启动一台基于 Graviton2 的 EC2 实例。

    部署时间:5 分钟

    使用 Amazon Systems Manager 进行云资源统一跟踪和管理

    在这个快速上手教程中,您将学会如何使用 Amazon Systems Manager 在 Amazon EC2 实例上远程运行命令。

    部署时间:10 分钟

准备好体验亚马逊云科技提供的云服务了吗?

新用户享受中国区域 12 个月免费套餐

关闭
1010 0766
由光环新网运营的
北京区域
1010 0966
由西云数据运营的
宁夏区域
关闭
由光环新网运营的
北京区域
由西云数据运营的
宁夏区域