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Hipervisores Tipo 1
No tópico anterior, você aprendeu sobre virtualização. Este tópico cobrirá a infraestrutura de rede virtual.
Os hipervisores Tipo 1 também são chamados de abordagem “bare metal” porque o hipervisor é instalado diretamente no hardware. Os hipervisores tipo 1 são geralmente usados em servidores corporativos e dispositivos de rede de data center.
Com os hipervisores Tipo 1, o hipervisor é instalado diretamente no servidor ou hardware de rede. Em seguida, as instâncias de um sistema operacional são instaladas no hipervisor, conforme mostrado na figura. Os hipervisores tipo 1 têm acesso direto aos recursos de hardware. Portanto, eles são mais eficientes do que arquiteturas hospedadas. Os hipervisores tipo 1 melhoram a escalabilidade, o desempenho e a robustez.
Instalando uma VM em um hipervisor
Quando um hipervisor Tipo 1 é instalado e o servidor reinicializado, apenas as informações básicas são exibidas, como a versão do sistema operacional, a quantidade de RAM e o endereço IP. Uma instância do sistema operacional não pode ser criada a partir desta tela. Os hipervisores tipo 1 requerem um “console de gerenciamento” para gerenciar o hipervisor. O software de gerenciamento é usado para gerenciar vários servidores usando o mesmo hipervisor. O console de gerenciamento pode consolidar servidores automaticamente e ligar ou desligar servidores conforme necessário.
Por exemplo, suponha que o Server1 na figura esteja com poucos recursos. Para disponibilizar mais recursos, o administrador da rede usa o console de gerenciamento para mover a instância do Windows para o hipervisor no Server2. O console de gerenciamento também pode ser programado com limites que irão acionar a movimentação automaticamente.
O console de gerenciamento fornece recuperação de falha de hardware. Se um componente do servidor falhar, o console de gerenciamento moverá automaticamente a VM para outro servidor. O console de gerenciamento para o Cisco Unified Computing System (UCS) Manager é mostrado na figura. O Cisco UCS Manager controla vários servidores e gerencia recursos para milhares de VMs.
Alguns consoles de gerenciamento também permitem a superalocação do servidor. A superalocação ocorre quando várias instâncias do sistema operacional são instaladas, mas sua alocação de memória excede a quantidade total de memória de um servidor. Por exemplo, um servidor tem 16 GB de RAM, mas o administrador cria quatro instâncias do sistema operacional com 10 GB de RAM alocado para cada uma. Esse tipo de superalocação é uma prática comum porque todas as quatro instâncias do sistema operacional raramente exigem os 10 GB de RAM completos em um determinado momento.
A complexidade da virtualização de rede
A virtualização de servidor oculta os recursos do servidor, como o número e a identidade de servidores físicos, processadores e sistemas operacionais dos usuários do servidor. Essa prática pode criar problemas se o data center estiver usando arquiteturas de rede tradicionais.
Por exemplo, as LANs virtuais (VLANs) usadas pelas VMs devem ser atribuídas à mesma porta do switch que o servidor físico que executa o hipervisor. No entanto, as VMs são móveis e o administrador da rede deve ser capaz de adicionar, descartar e alterar os recursos e perfis da rede. Esse processo seria manual e demorado com switches de rede tradicionais.
Outro problema é que os fluxos de tráfego diferem substancialmente do modelo cliente-servidor tradicional. Normalmente, um data center tem uma quantidade considerável de tráfego sendo trocada entre servidores virtuais, como os servidores UCS mostrados na figura. Esses fluxos são chamados de tráfego Leste-Oeste e podem mudar de localização e intensidade ao longo do tempo. O tráfego Norte-Sul ocorre entre as camadas de distribuição e núcleo e é normalmente o tráfego destinado a locais externos, como outro data center, outros provedores de nuvem ou a Internet.
O tráfego dinâmico em constante mudança requer uma abordagem flexível para o gerenciamento de recursos de rede. As infraestruturas de rede existentes podem responder às mudanças de requisitos relacionados ao gerenciamento de fluxos de tráfego usando Qualidade de Serviço (QoS) e configurações de nível de segurança para fluxos individuais. No entanto, em grandes empresas que usam equipamentos de vários fornecedores, cada vez que uma nova VM é habilitada, a reconfiguração necessária pode ser muito demorada.
A infraestrutura de rede também pode se beneficiar da virtualização. As funções de rede podem ser virtualizadas. Cada dispositivo de rede pode ser segmentado em vários dispositivos virtuais que operam como dispositivos independentes. Os exemplos incluem subinterfaces, interfaces virtuais, VLANs e tabelas de roteamento. O roteamento virtualizado é chamado de roteamento e encaminhamento virtual (VRF).
Como a rede é virtualizada? A resposta é encontrada em como um dispositivo de rede opera usando um plano de dados e um plano de controle, conforme discutido no próximo tópico.
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