VMware网络原理

VMware网络纳管原理介绍

VMware是一个虚拟化平台，如果不采用NSX网络虚拟化插件，则只提供二层网络交换的功能，不具备完整的网络管理能力。Cloudpods 为VMware补足网络管理的能力，提供IP地址和网络配置信息管理的能力。

基本概念

VMware中有以下基本网络概念：

虚拟交换机 (vSwitch)

每台ESXi宿主机内可以配置多个虚拟交换机，实现虚拟机之间以及虚拟机和外部物理网络的网络交换。

分布式虚拟交换机（Distributed vSwitch)

被vCenter纳管的多台宿主机之间可以定义共享的分布式虚拟交换机，实现跨ESXi的虚拟机之间的二层网络交换。

端口组（Port Group）

端口组是虚拟交换机或分布式虚拟交换机下的逻辑概念，对应一个VLAN网段。

基本原理

简单地说，VMware中的虚拟交换机或者分布式虚拟交换机和 Cloudpods 中的二层网络对应。但是由于不同的虚拟交换机有可能对接的是同一个三层物理设备，因此有可能多个虚拟交换机对应的是一个二层网络。

VMware中的端口组和 Cloudpods 的IP子网对应。端口组和对应的IP子网之间通过VLAN ID关联。同样也有可能多个端口对应一个IP子网的情况。

下面总结了VMware相关概念和 Cloudpods 相关概念的关联关系。

VMware概念Cloudpods 概念如何关联关联关系
虚拟机虚拟机通过UUID关联一对一
端口虚拟网卡通过IP地址关联一对一
端口组IP子网通过VLAN ID关联多对一
虚拟交换机二层网络通过端口组关联多对一

纳管 VMware 云账号时，平台可以获得每台宿主机的IP地址。如果虚拟机正在运行，并且其内部vmtools正常运行，则平台也能获得虚拟机的IP地址。根据宿主机以及宿主机上虚拟机的IP地址信息，平台会自动判断ESXi宿主机和哪个二层网络关联。从而确定ESXi宿主机的网络拓扑。

在 Cloudpods 中创建VMware虚拟机时，平台会自动从虚拟机对接的IP子网中为虚拟机分配一个IP地址。在VMware平台创建该虚拟机时，平台会在VMware中的ESXi宿主机上找到一个跟该IP子网的VLAN ID匹配的端口组（如果有多个，则选择其中一个），为虚拟机分配一个端口。并且为该端口配置上为虚拟机分配的IP地址以及子网掩码，网关，DNS等配置信息。

VMware网络配置

纳管VMware云账号时，平台内应该有VMware对应的二层网络和IP子网配置。这些二层网络和IP子网可以提前配置好，也可以在纳管时，由平台自动生成一部分，再时候补足一部分。

提前配置

推荐提前配置。但前提是对待纳管的VMware集群的网络拓扑比较了解。

配置原则如下：

  1. 确定VMware对接的广播域。比较常见的是一个广播域，但是对于比较大的集群，则可能有多个。同时也有的场景为了区分虚拟机的业务和管理流量，为一个较小规模的VMware集群配置两个广播域的。为每个广播域创建一个二层网络（wire）。
  2. 确定每个广播域内的IP网段，以及每个网段的VLAN ID，网关，子网掩码等信息。在对应的二层网络（wire）下为每个网段创建一个IP子网，并且配置VLAN ID，网关，子网掩码等信息。

事后配置

Cloudpods 纳管一个VMware账号后，会自动地扫描VMware账号中ESXi宿主机的虚拟交换机，分布式虚拟交换机，以及物理网卡对接的端口组的信息。如果宿主机的IP地址在平台中没有对应的IP子网，则会按照二层网络对应虚拟交换机或分布式虚拟交换机，IP子网对应端口组的原则，自动地创建二层网络和IP子网，并且创建的IP子网包含了宿主机的IP地址。因为平台不清楚具体的三层网络拓扑，会用最保守的算法，为每个虚拟交换机单独创建一个二层网络，并且把对应的ESXi宿主机和对应的二层网络关联。因此，创建出来的二层网络可能跟实际不想符合。此时，需要根据实际的三层网络拓扑来合并二层网络。例如，已知几台ESXi宿主机实际对接的同一个三层交换机，则需要将这些宿主机对接的二层网络进行合并。

同时，平台会获得虚拟机的IP地址（通过vmtools获得）。如果这个IP地址在平台有对应的IP子网，并且连接关系符合网络约束（也就是虚拟机所在的宿主机对接的二层网络和IP子网的二层网络一致），则会自动将虚拟机对接到该IP子网，并且将该IP占住。否则，会将该IP地址保存在虚拟机的标签中，标签key为“sync_ips”。此时，用户在平台的web控制台可以看到这台虚拟机关联了这个IP，但是会看到提示”该IP地址无归属IP子网！请添加包含该IP地址的IP子网并重新同步云账号“。管理员应该在平台上找到该虚拟机对应的ESXi宿主机关联的二层网络，在该二层网络上创建合适的IP子网，该IP子网包含该虚拟机的IP地址。创建后，重新同步云账号，则虚拟机会自动跟新建的IP子网管理，并且占住这个IP地址。