关于软件定义网络的虚拟数据中心管理平台的探讨

罗辑

摘要：随着网络技术的发展和其在社会生活中运用范围的推广，网络技术的应用价值得到了极大的体现。目前的情况来看，越来越多的企业在利用网路数据进行管理的提升和自我的发展。本文主要是探讨关于软件定义网络的虚拟数据中线管理平台，目的是要提升其具体的利用价值。

关键词：虚拟数据中心；软件定义网络；数据中心网络

中图分类号：TP308 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2017）06-0245-02

在开源云计算平台不断出现的大环境下，云计算得到了十分迅猛的发展。就目前云计算的具体分析来看，为了完成租户资源请求的合理分配，必须要对云计算当中的多租户概念进行虚拟化的技术处理，利用技术处理使其物理资源的实现池化。池化后的物理资源在利用方面便捷性明显的提升，可以被租户进行随时随地的撤销。总而言之，在云计算的大环境中，每一个租户提出的资源请求都可以被抽象的认为是虚拟机构的虚拟数據中心。在这样的结构中，每一组虚拟机都会对应一定的计算资源，数据和中间文件的传递也可以相互进行。在具体的云计算环境下，为了实现数据利用的有效性提升，必须要加强管理，所以管理平台的构建十分的重要，基于此，探讨虚拟数据中心管理平台便有了重要的现实意义。

1 SVMP总体设计

1.1 平台整体架构

在SVMP总体设计当中，需要对平台整体的架构践行设计和调整。就目前的分析来看，数据平面、控制平面以及广利平面是平台框架的主要组成部分。这三部分各自有自己的突出功能。就管理平面而言，主要是对资源进行协调，但是不具备实际操作资源的权利。控制平面的作用是对物理资源进行直接的操作，并向管理平面进行对需要利用的使用接口进行调节。数据平面所具备的作用是进行网络资源和计算资源的整合，从而保证流量的正常使用[1]。

1.2 VDC管理子系统

VDC管理子系统是SVMP总体设计当中不可缺少的内容。就具体的分析来看， VDC管理子系统充当着平台访问入口的作用，所以有了 VDC管理子系统，租户可以直接向VDCM进行VDC的创建、删除以及修改。在实际利用中，VDCM利用RESTful API的方式对租户进行访问端口的提供，并且利用RESTful API可以快速的开发租户的Web页面。从目前的 VDC管理子系统具体分析来看，其中包含了研究人员开发的VDC管理算法，而VDCM则可以根据算法运算的结构进行计算资源控制代理模块以及网络资源控制代理模块的具体调整。

1.3 VDC计算资源控制子系统

在SVMP总体设计当中，VDC计算资源控制子系统绝对不能被忽略。从目前的具体作用分析研究来看，VDC计算资源控制子系统能够实现对整个数据中心虚拟化计算资源的管理。而就目前的计算资源分析来看，其中又包括了硬盘资源、CPU资源和内存资源。VDC计算资源控制子系统全面性的收集计算资源的使用情况，并通过自身分配和回收计算资源的权限进行资源的具体利用调整。VDC计算资源控制子系统的实现主要是基于开源平台的实现，因为此平台为云计算平台提供的接口完成了对计算资源的操作和调整[2]。

1.4 VDC网络资源控制子系统

在SVMP总体设计当中，第四项重要的内容是VDC网络资源控制子系统。就目前的分析来看，此系统的实现基于SDN的架构。从具体的作用分析来看，VDC网络资源控制子系统主要是进行对数据中心网络的管理，而数据中心网络又是由交换机组成的。从工作的本质来看，数据中心网络是利用Openflow控制器所提供的北向API开发的应用程序。从现实利用的具体分析来看，VDC网络资源控制子系统存在四个方面的功能。其一是进行路径的计算。其二是对虚拟链路进行映射。其三是实现VDC的网络资源隔离。其四是完成对虚拟机的迁移感知。

1.5 VDC请求处理模型

从SVMP的具体分析来看，其核心的功能是为租户提供VDC的管理服务，所以其需要对来自租户的VDC操作请求进行有效的处理，而为了要达到较好的处理效果，需要创建VDC处理模型。从处理模型的具体创建来看，首先需要利用VDCCRC和VDCNRC进行计算资源以及网络资源使用情况的获取。在这步工作完成后，根据获得的资源使用情况进行VDC管理算法的执行。在整个执行过程中，包含了VDC映射算法逻辑[3]。

1.6 VDC管理子系统设计

VDC管理子系统主要是为租户提供申请、撤销的VDC接口，所以其中内置的VDC管理算法对于物理物资必须要进行统一的调配。为了达到这个目的，需要对VDC管理子系统进行全面的设计，主要是将由RESTful API服务器线程池和VDC管理算法框架线程组成的VDCM系统框架进行一致性的分析和设计。

2 VDC计算资源控制子系统设计

2.1 VDCCRC系统架构

在VDC计算资源控制子系统设计当中，VDCCRC系统架构是必须要明确的内容。就目前的具体结构分析来看，VDCCRC系统包含了三个方面的主要内容[4]：（1）Openstack云平台，此平台有包括Openstack控制节点和计算节点两项内容。（2）计算资源监控程序。（3）虚拟机操作协调程序。这三方面的内容构成了完整的VDC计算资源控制子系统，通过托三方面的协调利用，子系统的具体应用效果得以实现。

2.2 计算资源监控

计算资源的监控对于VDC计算资源控制子系统的作用发挥有着重要的机制，所以在具体的设计工作中，强调这方面的内容十分的必要。就目前的分析来看，计算资源监控功能主要是由监控数据进程、监控数据汇总进程以及意识进空数据采集进程三方面的配合完成，这些进程在部署的时候需要和Openstack的主-从结构进行统一[5]。简言之就是在计算控制的设计中，对于各个控制节点以及计算节点要有一致性的把握。endprint

2.3 虛拟机控制

虚拟机控制在VDC计算资源控制子系统设计当中也是一项重要的内容，就虚拟机控制的具体实现来看，其需要两个消息队列[6]：（1）vm_op_queue。CRCP通过vm_op_queue向VMOC发送关于虚拟机操作的请求信息，具体执行启动、删除、迁移和扩容等内容。（2）vm_status_queue。Nova-computer进程在虚拟机操作成功或者是失败的情况下需要向vm_status_queue发送成功或者是失败的消息。简言之，通过两个消息队列的设计，虚拟机的控制会达到要求的效果。

3 VDC网络资源控制子系统设计

3.1 VDCNRC系统架构

在VDC网络资源控制子系统的设计当中，VDCNRC系统架构是一项重要的内容。从目前的具体分析来看，VDCNRC的实现主要包含了一个进程，而这个进程当中具有四分部分，分别是RESTful API服务器线程、核心线程、广播报文转发线程和路径计算线程。

3.2 路径计算

路径计算是VDC网络资源控制子系统的设计当中不可忽视的内容。从具体的分析来看，VDCNRC对物理网络当中的链路状态信息有着重要的维护作用，路径计算线程需要利用这些链路的状态信息进行计算节点之间的物理路径计算，需要注意，计算的是物理路径而不是最短路径。在具体的计算中，VDC管理算法的灵活性比较强，路径计算的效果十分的显著，所以在物理路径计算的时候，使用VDC管理算法效果显著[7]。

3.3 VDC网络资源隔离

VDC网络资源的隔离主要包括两个部分：（1）可达性隔离，（2）带宽隔离。可达性隔离的利用能够有效的避免VDC之间产生相互知晓的情况，这样，不必要的恶意攻击可以得到有效的避免。带宽资源隔离的利用能够将恶意租户大量的侵占其他租户带宽资源的情况进行避免，这样，拒绝服务攻击的现象便不会发生。简而言之就是做好VDC网络资源隔离的设计，整个资源利用中的恶意攻击现象会得到有效的避免，数据应用安全性会得到提升。

3.4 报文转发控制

报文转发控制在目前的VDC网络资源控制子系统设计当中也有着重要的地位，而就目前的分析来看，报文转发控制的内容主要有两项：第一是对广播报文进行转发；第二是对单播报文进行转发。在具体的工作过程中，要进行单播报文的转发需要同时利用Openflow流表，也需要计量表。流表的使用主要是为了控制转发的路径，而计量表则进行转发速率的控制。利用映射虚拟链路，在使用Openflow流表的时候会建立一条转发路径，而根据转发路径上交换机数目的不同，转发路径的具体规则也需要区别化的对待[8]。

4 结语

虚拟数据中心管理平台在云计算的大环境下对于数据处理分析有着重要的作用，但是现行的管理平台在具体的应用中表现出了两大缺陷，所以需要在关于软件定义网络的基础上对管理平台进行研究。

参考文献

[1]孙浩，章韵，倪晓军.基于OpenFlow的网络虚拟化技术[J].计算机应用，2016，（S2）：1-5+10.

[2]谭雄华.软件定义网络（SDN）在电力行业的应用[J].信息与电脑：理论版，2016，（16）：78-79+82.

[3]张明和，杨牧，李正化，陈纪元，王煜.数据中心的新趋势：软件定义数据中心[J].中国税务，2014，（11）：61.

[4]魏珺.软件定义数据中心——梦想照进现实[J].金融电子化，2014，（11）：32-36+6.

[5]李丹，陈贵海，任丰原，蒋长林，徐明伟.数据中心网络的研究进展与趋势[J].计算机学报，2014，（2）：259-274.

[6]张园，张云勇，王志军，冯伟斌.面向两级数据中心的软件定义存储研究[J].信息通信技术，2016，（2）：41-45+52.

[7]张晔，尚进，蒋东毅.云数据中心网络安全服务架构的研究与实践[J].信息网络安全，2016，（9）：98-103.

[8]林强，罗欢.跨数据中心一体化协同分布式云管理平台建设[J].广东科技，2012，（9）：28-30.

Abstract：With the development of network technology and its application in social life， the application value of network technology has been greatly reflected. In the present situation， more and more enterprises are using network data to improve their management and self development. The main purpose of this paper is to discuss the virtual data center management platform of software defined network， in order to enhance its specific use value.

Key Words：virtual data center； software defined network； data center networkendprint