vsphere 的网络虚拟化平台简述vsphere虚拟交换机

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IT剑客行 2023-10-06 23:21:29

文章标签 vsphere 的网络虚拟化平台运维上行链路 Access VMware 文章分类 虚拟化云计算

VMware vSphere虚拟机交换机支持四种VLAN类型，分别是：无、VLAN、VLAN中继、专用VLAN。

在路由/交换领域，VLAN的中继端口叫做Trunk。Trunk技术用在交换机之间互连，使不同VLAN通过共享链路与其它交换机中的相同VLAN通信。交换机之间互连的端口就称为Trunk端口。Trunk是基于OSI第二层数据链路层（Data Link Layer)的技术。

如果没有VLAN中继，假设两台交换机上分别创建了多个VLAN（VLAN是基于Layer 2的），在两台交换机上相同的VLAN（比如VLAN10）要通信，则需要将交换机A上属于VLAN10的一个端口与交换机B上属于VLAN10的一个端口互连；如果这两台交换机上其它相同VLAN间也需要通信（例如VLAN20、VLAN30），那么就需要在两个交换机之间VLAN20的端口互连，而划分到VLAN30的端口也需要互连，这样不同的交换机之间需要更多的互连线，端口利用率就太低了。

交换机通过trunk功能，事情就简单了，只需要两台交换机之间有一条互连线，将互连线的两个端口设置为trunk模式，这样就可以使交换机上不同VLAN共享这条线路。

Trunk不能实现不同VLAN间通信，VLAN间的通信需要通过三层设备（路由/三层交换机）来实现。

vSphere网络支持标准虚拟交换机及分布式虚拟交换机。你可以将vSphere虚拟交换机，当成一个"二层"可网管的交换机来使用。普通的物理交换机支持的功能与特性，vSphere虚拟交换机也支持。vSphere主机的物理网卡，可以"看成"vSphere虚拟交换机与物理交换机之间的"级联线"。根据主机物理网卡连接到的物理端口的属性（Access、Trunk、链路聚合），可以在vSphere虚拟交换机上，以实现不同的网络功能。

当vSphere虚拟交换机（标准交换机或分布式交换机）上行链路（指主机物理网卡）连接到交换机的Access端口时，虚拟机的类型为"无"，即该虚拟交换机，与其上行链路物理交换机端口属性相同，如果该主机物理网卡连接到一个VLAN，则该虚拟交换机属性该物理交换机的VLAN。

当vSphere虚拟虚拟机上行链路连接到物理交换机的Trunk端口时，此时VMware虚拟交换机的"虚拟端口组"可以分配三种属性：

VLAN：在虚拟交换机的端口组中，指定VLAN ID，该虚拟端口组所分配的虚拟机，属于对应的VLAN ID，可以与其他虚拟机及物理网络通讯。

VLAN 中继：在虚拟交换机端口组，指定允许通过的VLAN，然后在虚拟机中，在虚拟网卡中指定VLAN ID。

专用VLAN：指定VLAN ID，虚拟端口组所分配的虚拟机，属于对应的专用VLAN，受物理交换机专用VLAN ID的功能限制。

下面我们通过具体的实例进行介绍。

1 网络拓扑描述

当前环境中有3台ESXi主机，每个主机有4个网卡，其中每个主机的第1、第2个网卡创建了标准交换机，这两个网卡连接到物理交换机的Access端口，属于vlan1016；其中每个主机的第3、第4网卡创建了分布式交换机，这些网卡都连接到物理交换机的Trunk端口。拓扑如图1-1所示。

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图1-1 网络拓扑

主机所连接的物理交换机的VLAN划分如表1-1所示。

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2 虚拟端口组"无VLAN"配置

在规划大多数的vSphere虚拟化数据中心时，每台ESXi主机都至少需要配置4块千兆网卡，并且遵循每2块网卡一组的原则配置虚拟交换机。一般情况下将其中的两个网卡连接到交换机的Access端口，用做管理（即设置ESXi的管理地址）；而将剩余的另两个网卡连接到交换机的Trunk端口，用于承载虚拟机的网络流量，如图2-1所示。

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图2-1 配置有4个物理网卡的虚拟交换机示意图

在图2-1中画出了1个物理主机的连接示意图，其中第、第2个网卡连接到物理交换机的Access端口（即某个VLAN端口，一般为服务器专门规划一段VLAN），这2个网卡创建一个虚拟交换机（一般是标准交换机，安装ESXi的时候创建）。如果有虚拟机，例如图中的虚拟机1～虚拟机2，则与主机的管理地址属于同一个VLAN。而网卡3、网卡4则连接到物理交换机的Trunk端口，由这两个网卡作为虚拟交换机2的上行链路，而虚拟交换机2中的"虚拟端口组"可以根据需要，设置为VLAN、VLAN中继或专用VLAN方式。

【说明】在同一个虚拟交换机中可以创建多个端口组，并且端口组的类型可以不同。

在本小节中，虚拟交换机1的虚拟端口组，则与物理网卡1、2所属的VLAN是同一个网段，不需要指定VLAN ID（保持默认为空即可），如图2-2所示，这是类似"虚拟交换机1"中，虚拟端口组的VLAN类型设置页。

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图2-2 VLAN ID为"无"

如果有虚拟机使用该端口组（图2-2中端口组名称为manager，而在安装ESXi的时候，其默认的端口组名称为VM Network），则与管理地址属于同一网段。在我们的示例中，当前ESXi主机的管理地址段为172.16.16.0/24，属于VLAN1016，则图2-1中的虚拟机1与虚拟机2所使用的IP地址也应该是VLAN 1016才可。

3 在虚拟端口组配置"VLAN"

当虚拟交换机的上行链路（绑定的主机物理网卡）连接到交换机的Trunk端口时，虚拟端口组需要在VLAN、VLAN中继、专用VLAN之间进行选择设置。本节先介绍"VLAN"功能，这也是最常用的功能。我们仍然以图2-1为例，其中第3、第4网卡连接到物理交换机的Trunk端口，物理交换机中划分了1016、1017、1018、1019等VLAN，则在VMware虚拟交换机的虚拟端口组中，可以添加对应ID的VLAN端口组，并且采用"同名"的端口组，以方便管理。例如，在图3-1中，这是在vSphere Client管理界面中，配置好分布式虚拟交换机后，创建的vlan1017、vlan1018、vlan1019等指定了VLAN ID的虚拟机端口组。

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图3-1 多个指定了VLAN ID的虚拟机端口组

对于每一个端口组，在VLAN类型中都指定了VLAN ID，如图3-2所示。

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图3-2 指定VLAN ID

当虚拟机选择"网络标签"时，选择那个端口组，则虚拟机网络则会被限制为端口组所指定的VLAN，如图3-3所示。

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图3-3 为虚拟机选择网络标签

例如，如果在图3-3中选择Vlan1017，则虚拟机的网络属于 VLAN 1017。

4 在虚拟端口组配置"VLAN中继"功能

如果要在虚拟机中指定VLAN ID，则需要添加一个类型为"VLAN中继"的端口组，并为虚拟机分配这个端口组，并且虚拟机使用VMXNET3虚拟网卡，才能使用这一功能。

4.1在虚拟交换机中创建VLAN中继端口组

在虚拟交换机（标准交换机或分布式交换机）中，创建端口组，设置端口组的属性为"VLAN中继"，主要步骤如下。

（1）使用vSphere Client或vSphere Web Client，进入网络管理，右击要添加端口组的标准交换机或分布式交换机，在弹出的快捷菜单中选择"新建端口组"，如图4-1-1所示。

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图4-1-1 新建端口组

（2）在"属性"对话框中，在"名称"文本框中输入新建的端口组的名称，在此命名为Trunk，在"VLAN类型"下拉列表中选择"VLAN中继"，在"VLAN中继范围"文本框中，输入该端口VLAN中继范围，例如1-4、5、10-21等，这需要与你的物理交换机的VLAN相对应。如果你要允许所有VLAN通过，则键入1-4094，如图4-1-2所示。

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