What’s new in Windows Server 2012 for Hyper-V Based Cloud Computing (Phần 8): Networking

Một vài tính năng networking trong Windows Server 2012 có thể trở nên quan trọng khi triển khai Multi-tenant (đa người dùng) cho private cloud và public cloud, điển hình như tính năng về hiệu suất (performance). Cho dù triển khai workload mới hay migrating những workload đã tồn tại trong hạ tầng cloud, cũng đòi hỏi phải nhanh và luôn chạy trong cloud mà không cần phải cấu hình lại mạng lưới mạng. Trong môi trường cloud, cũng cần phải có sự cô lập mạng lưới mạng cho máy ảo của doanh nghiệp và cá nhân. Hạ tầng cloud còn đòi hỏi hỗ trợ nhiều mảng công nghệ mạng khác nhau, mở rộng hiệu suất hoạt động, thích ứng tốt với những thay đổi về tài nguyên. Cuối cùng, hạ tầng cloud cũng phải cung cấp công cụ quản trị tích hợp với mô hình hoạt động lớn, phục vụ cho mô hình hoạt động linh hoạt và có khả năng mở rộng cao. Windows Server 2012 giải quyết hết tất cả các vấn đề này, nó cho phép tạo ra hạ tần điện toán đám mây động và linh hoạt về hiệu suất, phục vụ cho tất cả các mô hình triển khai của doanh nghiệp.

Network Virtualization

Một lời hứa hẹn của hạ tầng cloud là sự nhanh chóng và dễ dàng khi triển khai một workload mới hoặc migrate các workload đang chạy trên server vật lý hoặc một hạ tầng cloud khác. Sẽ không có gì là thách thức khi triển khai một workload mới, câu chuyện của chúng ta chính là việc di chuyển một workload đã tồng tại trên server vật lý hoặc máy ảo từ hạ tầng cloud khác. Windows Server 2012 giải quyết vấn đề đó bằng công nghệ ảo hóa mạng (Network Virtualizition).

Network Virtualizition cung cấp một bảng ánh xạ (mapping) ở cấp độ hypervisor giữa địa chỉ mang được gán cho máy ảo (Customer Address) và địa chỉ được gán cho host (Provider Address) cái được sử dụng để định tuyến các gói tin trong mạng vật lý.

Có hai cơ chế ảo hóa mạng được hổ trợ trong Windows Server 2012 là:  Giao thức Generic Routing Encapsulation (GRE) và IP Rewrite. Trên host nguồn, GRE đóng gói IT từ VM chứa nguồn và đích CA với header mới, [header mới] được sử dụng bới nguồn và đích PA để khởi động chức năng định tuyến gói tin thông qua mạng vật lý. Header của GRE có chứa trường khóa chính hoặc Virtual Subnet ID, cái này cho phép nhiều VM chạy trên cùng một máy ảo chia sẽ chung một địa chỉ IP. Điều này cũng giống như việc sử dụng VLAN Tag để cách ly lưu lượng mạng. Virtual Subnet ID đại diện bởi một định danh 24bits. Ở các host đích, Virtual Subnet ID kết hợp với PA được sử dụng để chuyển các gói tin đến máy ảo mục tiêu.

Hạn chế duy nhất của GRE là mạng vật lý phải hỗ trợ GRE, nếu không giao thức này sẽ không thể hoạt động. Trong trường hợp Host và mạng vật lý không hổ trợ GRE thì chúng ta có một lựa chọn khác chính là IP Rewrite. Trong kiểu [IP Rewrite] này, các CA nguồn và đích được thay thế bằng một PA thích hơp dựa trên Mapping Table. Tuy nhiên, mỗi CA phải liên kết với một PA duy nhất, điều này lại phủ nhận lợi thế của việc chia sẽ một PA cho nhiều máy ảo.

Networking Technologies

Sau khi đã có thể dễ dàng triển khai workload trên hạ tầng cloud, đến sự cần thiết phải mang đến khả năng mở rộng, độ sẵn sàng cao, hiệu suất tính toán, lưu trữ và hiệu suất mạng. Windows Server 2012 tạo ra một mạng hiệu suất cao cho hạ tầng cloud thông qua các giao thức và công chổng tắc nghẽn (congestion), chất lượng dịch vụ (QoS), giảm tải mạng (offload).

Trong Windows Server 2012, Datacenter TCP (DCTCP) giúp quản lý các tắc nghẽn lưu lượng mạng mà không cần các thiết bị chuyển mạch đắt tiền. Thay vào đó DCTCP thực thi một ECN (Explicit Congestion Notification) được tạo ra bởi các switch để phát hiện ra các tắt nghẽn mạng và phản ứng với các dòng chảy bằng cách điều tiết lưu lượng. Windows Server 2012 thông minh hơn, cho phép DCTCP có độ trễ thấp, liên kết mạng nhanh hơn với thời gian xoay vòng giảm đáng kể. Ở cấp độ Apdapter, Windows Server 2012 cung cấp Datacenter Bridging (DCB) giải quyết vấn đề tắt nghẽn bằng cách dụng quy tắc dự trữ băng thông dựa trên từng loại traffic. Ngoài ra, Windows Server 2012 chống tắc nghẽn tại các hàng đợi bằng cách giảm tải truyền dữ liệu thông qua bộ nhớ trực tiếp truy cập từ xa (Remote Direct Memory Access). RDMA liên quan đến việc ghi dữ liệu trực tiếp cho adapter mạng trong đó có qua xử lý của việc chuyển giao dữ liệu, giảm tải việc sử dụng CPU máy chủ.

Một trong những công nghệ giảm tải mạng được tìm thấy trong Windows Server 2012 là Single Root I/O Virtualization (SR-IOV). SR-IOV cho phép các mạng dữ liệu chuyển trực tiếp giữa các máy ảo và các adapter mạng, giảm việc sử dụng CPU máy chủ, và tăng thông lượng mạng thông qua độ trễ thấp hơn. SR-IOV yêu cầu host và card mạng cũng như phần cứng xử lý phải hỗ trợ ảo hóa. Một trong những hạn chế khi sử sụng SR-IOV là nó sẽ bị loại trừ ra khỏi nhóm trong NIC Teaming với lý do đơn giãn là mạng dữ liệu sử dụng SR-IOV thông qua một swtich ảo, switch ảo này cũng chịu trách nhiệm quản lý NIC Teaming.

Một công nghệ giảm tải mạng khác là Receive Segment Coalescing (RSC). RSC tập hợp các gói tin nhỏ trên mạng trong một chu kỳ thành gói tin lớn có kích thước tối đa 64KB. Điều này giúp giảm thiểu các xử lý header mà máy chủ phải thực hiện. Receive Side Scaling (RSS) cho phép các bộ adapter mạng xử lý mạng trên nhiều bộ xử lý khác nhau chứ không riêng một processor. Trong Windows Server 2012, RSS tăng cường khả năng hỗ trợ cho lưu lượng non-TCP, khả năng mở rộng tốt hơn trên bộ nhớ không đồng bộ (Non-Uniform Memory Access) và  tối ưu hóa để hỗ trợ các máy chủ với hơn 64 bộ vi xử lý để đạt được cấu hình khả năng mở rộng cao. Cuối cùng, Hàng đợi máy ảo động (Dynamic Queues Virtual Machine) cho phép các bộ apdapter mạng tạo ra hàng đợi mạng ảo cho mỗi máy ảo trên một máy chủ, cũng được nâng cao để hỗ trợ chuyển giao hàng đợi có sẵn dựa trên các yêu cầu về lưu lượng khi thay đổi mạng lưới các máy ảo.

NIC Teaming

Windows Server 2012 cung cấp một tính năng NIC Teaming là nhà cung cấp độc lập và hỗ trợ lên đến 32 adapter mạng. NIC Teaming sử dụng các mô hình khác nhau của các adapter mạng từ các nhà cung cấp khác nhau, tập hợp băng thông và cấu hình chuyển đổi dự phòng và không giới hạn các interface ảo. NIC Teaming hỗ trợ chuyển đổi độc lập và chuyển chế độ phụ thuộc (static teaming or dynamic teaming with Link Access Control Protocol). Khi NIC Teaming được cấu hình để phân phối tập hợp băng thông tải, trên các nhóm NIC được thực hiện bằng cách sử dụng một hash địa chỉ (IP address and TCP port number), hoặc bằng cách xác định một cổng Hyper-V để đảm bảo rằng lưu lượng truy cập mạng cho một dòng VM thông qua một adapter mạng cụ thể.

PowerShell Network Management

Windows Server 2012 không chỉ cung cấp giao diện đồ họa để quản lý mạng, mà còn hỗ trợ command line để quản lý thông qua PowerShell 3.0 và WMIv2.  Sử dụng PowerShell 3.0, tất cả các khía cạnh của quản lý Windows Server 2012 đểu có thể được tự động. Windows Server 2012 bao gồm hơn 2000 cmdlet để tự động hoá không chỉ kết nối mạng, mà còn storage, clustering, RDS, DHCP, DNS, File Server, Print…. Về quản lý mạng, PowerShell 3.0 cung cấp cmdlet để quản lý các thiết lập TCP / IP, card mạng, kết nối mạng và chính sách, cân bằng tải mạng, mạng QOS, và NIC teaming….

Tổng Kết

Như vậy trong bài viết này, bạn đã được giới thiệu các chức năng cơ bản về network có trong Windows Server 2012 hỗ trợ cho việc triển khai hạ tầng cloud.Trong bài số 9, chúng ta sẽ tìm hiểu về mô hình triển khai network trong Windows Server 2012 triển khai hạ tầng cloud.

Advertisements

About Argron Nguyen's Blog

Vietnamese. Photographer. Writer. Illustrator. IT-er. All to some extent.

Posted on 03.10.2012, in Hyper-V. Bookmark the permalink. Để lại phản hồi.

Trả lời

Mời bạn điền thông tin vào ô dưới đây hoặc kích vào một biểu tượng để đăng nhập:

WordPress.com Logo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản WordPress.com Log Out / Thay đổi )

Twitter picture

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Twitter Log Out / Thay đổi )

Facebook photo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Facebook Log Out / Thay đổi )

Google+ photo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Google+ Log Out / Thay đổi )

Connecting to %s

%d bloggers like this: