VMware vSphere网络原理与虚拟交换机介绍

VMware vSphere 是一个功能强大的虚拟化平台，提供丰富的工具和功能，可高效地管理和运行虚拟化环境。在 vSphere 网络基础设施中，vSwitch 作为基础组件，发挥着至关重要的作用。

在物理网络拓扑中，典型的连接关系存在于路由器、交换机和计算机之间。不同的服务器和计算机通过交换机的连接实现互联互通。

在 VMware vSphere 架构中，服务器会对交换机进行虚拟化，供 ESX 主机上的虚拟机使用。虚拟交换机分为两种类型：vSwitch 和 vNetwork 分布式虚拟交换机。每台 ESX 主机都配备一个标准 vSwitch。

什么是 vSphere 虚拟交换机？

vSphere 虚拟交换机是基于软件的交换机，允许多台连接到它的虚拟机彼此通信。目前，vSphere 虚拟交换机有两种不同类型：

标准交换机：此类交换机用于连接位于同一主机或不同主机上的多个虚拟机，使其能够相互通信。每台 ESXi 主机至少需配置一个标准交换机，以实现与外部物理网络的通信。多个网络既可共存于同一交换机上，也可分布于多个独立的标准交换机上。

分布式交换机：分布式交换机可部署于各台ESX主机上，大幅扩展vSphere网络连接能力，并实现集中化管理。通过在所有使用该交换机的ESXi主机上保持配置一致性，分布式交换机简化了数据中心的管理。它支持高级功能，例如专用VLAN、NetFlow及端口镜像。在使用vMotion进行迁移的过程中，分布式交换机会随虚拟机一同迁移网络连接统计信息和策略。此外，它还支持自定义配置及第三方开发。

ESXi 的网络组件

1. 虚拟机网卡（VMNIC）：在 ESXi 中，物理网卡被命名为 vmnic，第一块为 vmnic0，第二块为 vmnic1，依此类推。安装 ESXi 后，默认会添加 vmnic0。vSphere 的高级功能需要多块网卡。

2. 虚拟交换机：vSwitch 由 ESXi 内核提供，用作虚拟交换机，用于连接不同的虚拟机和管理接口。一个 vSwitch 可由一个或多个 vmnic 组成，且不同的 vSwitch 不得共用同一个 vmnic。默认安装包含第一个虚拟交换机 vSwitch0，它用于管理控制台、虚拟机连接及其他功能。

3. 通信端口/端口组：这些主要用于为服务控制台、VmKernel 和虚拟端口提供功能。ESX 中的所有网络操作均基于端口/端口组、vmnic 和 vSwitch 之间的交互。

4. 网卡绑定（NIC Team）：指将多个网卡整合到同一通道中，以提升传输速度、提供故障转移能力、负载均衡及其他相关功能。

vSwitch 配置

VMware vSphere 可虚拟化一个或多个虚拟交换机，这些虚拟交换机为虚拟机提供多个虚拟端口以连接网络，并通过 VMware vSphere 服务器上的 vmnic 与外部物理网络建立连接。

虚拟交换机的状态可通过 VMware vSphere 客户端查看，方法是导航至 ESX 主机的配置并访问网络属性。

通过检查 vSwitch0 的属性，您可以查看为此 vSwitch 配置的虚拟端口数量。

通过编辑，您可以修改 vSwitch0 的端口数量，最多支持 4088 个虚拟端口。

您还可以查看虚拟机网络虚拟机端口组的属性。

服务控制台端口必须配置一个IP地址，第一个服务控制台的默认名称为vswiff0，后续服务控制台名称依序命名。

同样，VMKernel 通信端口必须配置 IP 地址，主要用于 vMotion、通过 iSCSI 或 NFS 连接存储设备，以及记录容错（Fault Tolerance）事件。

虚拟机端口组用于将 ESXi 虚拟机连接到物理交换机或 vSwitch。

在管理网络属性页面中：

• 选择“属性”以配置网络标签和 VLAN ID。

• 选择“流量整形”以设置网卡的流量限制。

• 选择“团队设置与故障转移”，以便在存在多个网卡时配置负载均衡。

• 添加或移除连接到虚拟交换机的 vmnic。

可添加三种类型的虚拟交换机：为虚拟机提供端口的交换机、用于连接 iSCSI 和 NFS 存储或用于 vMotion 的 VMkernel 交换机，以及用于配置 IP 地址和管理 ESX 主机的服务控制台交换机。

添加 VMkernel：

1) 选择虚拟机内核（VMkernel）用于该连接类型的虚拟交换机（vSwitch）。

2) 为新连接选择一个目标设备。

3）输入名称和 VLAN ID。

4) 配置 VMkernel 的 IP 地址和网关。

5) 确认添加 VMkernel 配置。

除了默认的虚拟交换机（vSwitch）外，我们还可以添加自定义的虚拟交换机。但需注意，同一块物理网卡（vmnic）只能配置在一个虚拟交换机上。请选择用于新建虚拟交换机的网卡，为其指定名称和VLAN ID，并确认配置。添加完成后，您将在ESX服务器的网络列表中看到一个新的虚拟交换机——vSwitch1。

除了标准交换机外，VMware 还提供分布式交换机，后者可跨越多个 ESX 主机。使用分布式虚拟交换机（vSwitch）时，跨多个 ESX 主机的虚拟机如同连接在同一台虚拟交换机上。此外，虚拟机还可在这类 ESX 主机之间自由迁移。

简化 VMware 备份与恢复

VMware 虚拟交换机（vSwitch）在虚拟化环境中起着关键作用，它提供网络连接，并支持虚拟机与外部网络之间的通信。然而，为更好地保护您的 VMware 环境，建议选用专业的解决方案来备份虚拟机。

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1. 选择一台虚拟机

2. 选择备份目标位置

3. 选择备份策略

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结论

总而言之，理解 vSphere 的网络结构对所有高级功能的实现都至关重要。标准虚拟交换机（vSwitch）用于连接同一台 ESX 主机上的不同虚拟机；而分布式虚拟交换机（Distributed vSwitch）则可将不同 ESX 主机上的虚拟机连接至同一个虚拟交换机，从而使虚拟机能够在不同 ESX 主机之间迁移，仿佛始终连接在同一个虚拟交换机端口上一样。