Виртуализация сети: преимущества и методы

Виртуализация сети осуществляется на базе аппаратного обеспечения, которое разделяется на несколько виртуальных сетей. Такой подход позволяет управлять всеми процессами и контролировать их как программные объекты.

В этой статье мы более подробно рассмотрим суть виртуализации сети, её основные преимущества и некоторые другие фундаментальные аспекты, о которых вам следует знать.

Как работает виртуализация сетей

Виртуализация сетей необходима для создания отдельных, безопасных и изолированных виртуальных сетей, функционирующих на одном и том же физическом оборудовании. Это означает, что каждая виртуализированная сеть может функционировать независимо в соответствии с требованиями конкретного проекта.

Используя всего одно аппаратное обеспечение, можно создать множество отдельных сред для каждой сети. Поскольку нет необходимости в большом количестве оборудования, удается значительно сократить расходы и упростить управление всеми процессами.

Например, если вам нужно запустить приложение с различными базами данных и сервисами, вы можете использовать виртуальную сеть для своего проекта. При таком подходе вы можете быть уверены в безопасности, приоритезации трафика и оптимизированной маршрутизации. Весь процесс управления станет гораздо проще и будет осуществляться с помощью программного обеспечения.

Это означает, что можно более эффективно использовать имеющееся оборудование. Благодаря виртуализации сетей можно добиться необходимого уровня гибкости, изоляции и оптимизации производительности.

Обзор виртуализации сетевых функций (NFV)

Виртуализация сетевых функций, или NFV, необходима для запуска маршрутизаторов, брандмауэров и балансировщиков нагрузки в виде программного обеспечения. Использование такого подхода позволяет достичь более высокого уровня гибкости, а также значительно снизить затраты.

Больше нет необходимости заказывать дорогостоящее оборудование для каждого проекта или функции; теперь можно развертывать виртуальные машины на стандартном сервере. Это напрямую влияет на стоимость и значительно упрощает процесс масштабирования.

Например, у вас есть компания с несколькими филиалами. Обычно все устроено так, что для каждого местоположения требуется брандмауэр и физический маршрутизатор. С помощью NFV можно развернуть брандмауэры и виртуальные маршрутизаторы в центральном центре обработки данных.

Роль программно-определяемых сетей (SDN)

Программно-определяемые сети, или SDN, необходимы для отделения плоскости управления от плоскости данных, что означает возможность управления поведением сети с помощью программного обеспечения. Такой уровень гибкости чрезвычайно важен в быстро меняющемся технологическом ландшафте.

Благодаря SDN вы получаете полный контроль над всем сетевым трафиком и более гибкое управление сетью. Это означает, что если вы хотите запустить новое приложение, можно легко перенастроить всё с помощью программных команд, а не заниматься всем вручную на аппаратном уровне.

Кроме того, SDN помогает централизованно определять определённые политики безопасности, а также позволяет быстро изолировать и нейтрализовать угрозу в случае возникновения рисков.

Возьмём, к примеру, множество центров обработки данных, которые с помощью SDN могут оптимизировать поток данных и обеспечить рациональное использование ресурсов. Это чрезвычайно важно для компаний, работающих в сфере игр или финансовых услуг.

Функциональные возможности виртуальных коммутаторов

В традиционной сети устройства соединяются с помощью реальных коммутаторов. В виртуальной модели всё происходит точно так же, но с помощью программного обеспечения. Виртуальные коммутаторы являются неотъемлемой частью процесса виртуализации сети. Благодаря им различные виртуальные машины на одном хосте могут взаимодействовать между собой. Более того, эти виртуальные машины могут подключаться к другим хостам и сетям.

С помощью виртуализации можно создать несколько виртуальных коммутаторов на одном хосте. Такой подход позволяет создавать различные изолированные среды, функционирующие на одном и том же аппаратном обеспечении. Основное преимущество виртуальных коммутаторов заключается в таких расширенных функциях, как зеркалирование портов, маркировка VLAN и формирование трафика.

Кроме того, виртуальные коммутаторы оснащены инструментами, которые дают представление о моделях трафика и значительно упрощают выявление узких мест.

Использование виртуальных маршрутизаторов

Для минимизации затрат многие компании предпочитают использовать готовые коммерческие продукты (COTS), доступные для любой организации. Это отличный вариант не только с точки зрения цены, но и потому, что он обеспечивает стандартные сетевые функции.

Виртуальный маршрутизатор можно развернуть либо в виде виртуальной машины (VM), либо в виде образа «bare metal» (BMI), устанавливаемого на готовое коммерческое оборудование (COTS). Виртуальные маршрутизаторы работают аналогично стандартным маршрутизаторам. Наиболее типичные сценарии использования связаны с VPN, пограничными сетями и подключением к облачным средам.

Виртуальные маршрутизаторы можно устанавливать практически в любом месте — как в точках с интенсивным, так и с низкой нагрузкой, как внутри облаков, так и даже между ними. Кроме того, эти маршрутизаторы можно легко перемещать между различными аппаратными платформами.

Важность сетевых контроллеров

Сетевые контроллеры можно сравнить с «мозгом», который помогает управлять потоком данных в виртуальной сети. Когда имеется несколько виртуальных машин (ВМ), которые должны взаимодействовать друг с другом, сетевой контроллер необходим для управления множеством процессов.

Для обеспечения эффективного и бесперебойного потока данных контроллер работает по принципу централизованного подхода. Например, в среде SDN контроллер определяет, как данные будут передаваться по сети.

Используя подходящий контроллер, вы не только оптимизируете некоторые процессы управления, но и повышаете уровень безопасности. На уровне контроллера можно внедрять дополнительные политики безопасности, при этом нет необходимости настраивать каждое устройство вручную.

Внедрение сетевого контроллера на первый взгляд может показаться сложной задачей, но в долгосрочной перспективе оно даёт целый ряд преимуществ, включая минимизацию эксплуатационных расходов, усиление контроля и возможность быстро реагировать на меняющиеся потребности.  

Основные преимущества виртуализации сети

Сокращение инвестиций в оборудование

Виртуализация сети позволяет значительно сократить инвестиции в оборудование. Вам больше не нужно заказывать множество физических устройств — достаточно создать изолированную виртуальную машину на одном физическом устройстве. Это изначально минимизирует расходы, а также снизит затраты на электроэнергию и расходы на техническое обслуживание. Если на одной физической машине у вас работает 7 различных сетей, вы, несомненно, значительно экономите.

Кроме того, благодаря виртуализации отпадает необходимость инвестировать в отдельные маршрутизаторы и коммутаторы для различных подразделений. Кроме того, распределение ресурсов упрощается, и появляется возможность корректировать их в соответствии с текущими потребностями проекта.

Снижение эксплуатационных расходов и затрат на техническое обслуживание

Поскольку виртуальная сеть основана на программном обеспечении, все изменения можно вносить с центральной консоли. Это напрямую минимизирует расходы на техническое обслуживание.

Кроме того, благодаря виртуализации можно продлить срок службы используемого оборудования. Не потребуется заменять устройства так часто, как при стандартном подходе. Устранение неполадок происходит гораздо проще, так как диагностика обычно начинается с проверки программного обеспечения, а не физических устройств.

В виртуальных сетях используется множество автоматизированных процессов, в частности тех, которые связаны с обновлениями безопасности. Это не только создает безопасную среду, но и сводит к минимуму значительный объем ручного труда.

Повышенная гибкость и масштабируемость

При ведении быстрорастущего бизнеса всегда возникает необходимость в добавлении дополнительных ресурсов и расширении. При использовании традиционного подхода организация этого процесса может оказаться чрезвычайно сложной. Однако виртуализация сети обеспечивает доступ к более быстрым процессам управления и настройки.

Масштабирование ресурсов становится практически незаметным и гораздо проще по сравнению с традиционным методом.

Кроме того, виртуализация сети обеспечивает высокий уровень изоляции, что позволяет создавать среды разработки и тестирования с необходимым уровнем изоляции. Это упрощает разработку и устранение неполадок.

Ускоренное развертывание сетевых сервисов

Планирование, прокладка кабелей и настройка нового сервера могут занять несколько дней, а то и целую неделю. Однако благодаря виртуализации сети это может занять гораздо меньше времени, иногда даже пару минут. Когда отделу требуется сервер для запуска новой кампании, заказ физического сервера обходится гораздо дороже по сравнению с использованием виртуальной машины.

С виртуальным сервером этот процесс проходит быстро, просто и значительно дешевле. Это решающий фактор, когда сроки сжаты и важна каждая минута. Благодаря виртуализации сети можно более эффективно обеспечить необходимую гибкость, масштабируемость и расширение географического охвата.

Эффективная сегментация сетевого трафика

Использование виртуализации сети также полезно для создания программно-определяемых ресурсов. Такой подход позволяет повысить уровень безопасности.

Если вашей команде требуется удаленная среда, вы также можете использовать виртуализированную сеть. При таком подходе можно разрешать доступ с помощью специальных средств контроля безопасности. Именно поэтому удаленный член команды может подключаться в любое необходимое время без ущерба для уровня безопасности.

Администраторы используют VLAN для улучшения общих показателей производительности. Однако использование виртуальных локальных сетей не гарантирует необходимого уровня безопасности. Чтобы решить эту проблему, можно установить брандмауэры.  

Усиленное обнаружение и нейтрализация угроз

В виртуализированной среде можно обнаруживать любую подозрительную активность и немедленно реагировать на опасные ситуации. Можно создавать подробные карты сети и осуществлять мониторинг сетевого трафика в режиме реального времени.

Кроме того, можно настроить оповещения о любых конкретных рискованных ситуациях, что позволяет проактивно устранять проблемы, прежде чем они приведут к серьёзным последствиям. Более того, существует возможность динамического внедрения мер безопасности. Без простоев можно использовать системы обнаружения, обновлять брандмауэры и устанавливать любые другие протоколы безопасности.

Единое централизованное управление сетью

Благодаря виртуализации сети можно управлять всей средой с помощью всего одного пункта управления. Мониторинг, настройка и контроль осуществляются гораздо быстрее и проще через единый интерфейс.

Устранение неполадок происходит значительно быстрее и без сбоев. Это означает, что каждая часть сети соответствует одинаковым стандартам производительности и безопасности. Внедрение протоколов безопасности может осуществляться глобально, что позволяет сэкономить значительное количество времени и усилий.

Более быстрое восстановление после сбоев в работе сети

В случае реальных сбоев имеется доступ к надёжному решению. Существует возможность создания резервной сети. Более быстрое восстановление после сбоев может напрямую повлиять на удовлетворённость клиентов и общий уровень дохода.