ネットワークの概要
Vaporは、ホストおよび仮想マシンのネットワークを構成および管理するための包括的なツールを提供します。そのネットワークモデルは、標準のLinuxネットワーク技術とソフトウェア定義(Software-Defined)の抽象化レイヤーを活用して、高い分離性、トラフィック制御、および高スループットを実現します。
ネットワークの抽象化とアーキテクチャ
Vaporは、Layer-2およびLayer-3における4つの主要な抽象化技術を使用してネットワーク接続を構成します:
1. Linuxブリッジ(仮想スイッチ)
Linuxブリッジは、ホストカーネル内で動作するソフトウェア定義のLayer-2ネットワークスイッチです。これはアグリゲーターとして機能し、接続された仮想マシンのネットワークインターフェース(tapデバイス)と物理ホストのネットワークインターフェース(アップリンクNIC)の間でイーサネットフレームを転送します。
- ブリッジ接続を使用すると、仮想マシンがホストと同じ物理サブネット上に直接配置され、物理ネットワークのDHCPサーバーからIPアドレスを直接取得できるようになります。
2. ネットワークボンド(リンクアグリゲーション)
ネットワークボンドは、リンクの冗長性とスループットの向上を実現するために、複数の物理ネットワークインターフェース(NIC)を単一の論理チャネルに結合します。
- フェイルオーバー保護: アクティブ・バックアップ(active-backup)モードでは、一方の物理接続が切断された場合、トラフィックはセッションを中断することなく、自動的にセカンダリインターフェースに切り替わります。
- 負荷分散: LACP(802.3ad)などのモードは、トラフィックを複数のインターフェース間で分散させ、リンク帯域幅をスケールアップします(例:2台の10Gbpsインターフェースをボンドして20Gbpsの論理チャネルを構成)。
3. VLAN (Virtual Local Area Network)
VLAN(IEEE 802.1Q)は、Layer-2において単一の物理またはブリッジ接続されたネットワークを複数の分離された論理ネットワークに分割します。
- VLANタグ付け: VMまたはインターフェースから送信されるパケットには、数値のVLAN ID(1〜4094)がタグ付けされます。スイッチまたはブリッジは、このトラフィックを、一致するVLANタグで構成された他のインターフェースにのみルーティングします。これにより、物理スイッチを個別に追加することなく、トラフィックの隔離(アイソレーション)を強制できます。
4. Open vSwitch (OVS)
Open vSwitchは、自動化されたソフトウェア定義ネットワーク(SDN)構成を容易にするために設計された、エンタープライズ向けのマルチレイヤー仮想スイッチです。
- 従来のLinuxブリッジと比較して、OVSは複雑なプログラム可能フロールール、QinQダブルタグ付け、スパニングツリープロトコル(STP)、およびトンネリングオーバーレイ(VXLAN、GRE)をサポートします。
- Vaporは、OVSブリッジの作成、内部/パッチ/ボンドポートの割り当て、フェイルセキュア/スタンドアロンモードの構成、および仮想ネットワークレイアウトのリアルタイムな視覚的トポロジーマップの描画をサポートしています。