网络虚拟化技术在网络优化中的应用研究

王志勇

摘要：随着互联网技术的快速发展，人们的工作模式和生活习惯不断发生变化，在不断解放生产力的同时，互联网技术也在不断推进多元化动态网络结构发展，网络虚拟化技术在其中发挥着重要作用。基于此，本文将简单分析网络虚拟化技术、网络优化中网络虚拟化技术的基本应用，并结合冀中能源国际物流集团有限公司实例，深入探讨网络虚拟化技术在这种大型集团公司网络优化中的具体应用。

关键词：网络虚拟化技术;网络优化;企业专用网络

中图分类号：TP3      文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2021）01-0066-03

新一代的通信模式革命源于网络虚拟化技术，云计算和网络虚拟化技术搭配部署的基础架构可实现基础设施功能和网络资源的整合，新型聚合式服务体系也能够由此建成。为更好发挥网络虚拟化技术价值，正是本文围绕网络虚拟化技术在网络优化中应用开展具体研究的原因所在。

1 网络虚拟化技术的基本研究

网络虚拟化技术的本质是实现硬件资源和软件功能的解耦，基于IT设备，网络虚拟化技术可实现各种网络设备功能。在网络虚拟化技术的具体应用中，硬件通用化硬件共享、软硬件解耦网元软件化、引入资源管理理念、软件可编程网络智能连接属于技术应用关键。为更深入了解网络虚拟化技术，可从核心架构、部署方式、关键技术三个方面进行探讨。分析网络虚拟化技术的核心架构可以发现，这一核心架构包括运营支撑系统（OSS）/业务支撑系统（BSS）、NFV管理与编排（MANO）系统、虚拟网络功能单元（VNF），OSS、BSS分别属于传统的网络管理系统、业务支撑系统，MANO系统主要用于控制管理和整体编排，VNF单元负责促进网络功能虚拟化实现;关键技术包括虚拟资源管理技术、虚拟化技术、网络编排技术、云管协同技术，虚拟资源的管理、系统冲突问题的规避、资源利用率提升、云管和网管的协同均可顺利实现;分析部署方式可以发现，网络虚拟化技术存在共计五种部署方式，包括软硬解耦、共享源池、单厂家、三层解耦（厂家虚拟化层）、三层全解耦（自主虚拟化层）。三层解耦属于网络虚拟化技术的重要发展方向，但这种部署存在较高的测试复杂度和集成难度，建议目标方案采用虚拟化层的三层解耦[1]。

2 网络优化中网络虚拟化技术的基本应用

2.1 传统机房改造

对于网络优化中的网络虚拟化技术应用，可针对性开展传统机房的改造，以此引入云计算技术组织，传统机房可由此改造为数据中心。具体的机房改造可采用在逻辑处理方面表现优秀的X86架构。采用DPDK实现软件加速，直接访问可不经过VM内核处理实现，通用服务器的能力可由此最大程度发挥。硬件加速需内嵌专用芯片于网卡NIC，CPU數据处理卸载可由此实现，转发能力可大幅提升。

2.2 传统通信网元软件化

网络优化中网络虚拟化技术的应用还需要关注传统通信网元的软件化，通过软件化传统通信网络设备功能，电信网络功能即可在网络虚拟化技术及网络、存储、计算硬件设备支持下实现，IT产业与传统电信产业可在网络虚拟化技术支持下实现深入融合。传统通信网元软件化具备自动化、云端化、通用化、虚拟化特点，这是由于传统通信网元软件化可融合软件定义网络、较好实现虚拟资源配置、严格贯彻相关标准、实现软硬件分类（基于资源管理软件和Hypervisor软件层），网络虚拟化技术的实用价值可由此更好发挥。

2.3 实现数据中心内和数据中心间的IP资源及策略调度

网络优化中网络虚拟化技术的应用还需要结合软件定义网络技术，以此实现IP资源及策略调度。通过虚拟需要管理技术处理转发面，即可得到以转发模型形式存在的转发面，结合软件定义网络控制器使用基础，交换机行为的控制和管理可有效完成，控制转发分离、开放编程接口、集中式的控制属于这种网络虚拟化技术应用的特点。控制转发分离指的是实现物理与逻辑两个网络的有效分离，运行过程中逻辑网络的独立性提升、物理网络对逻辑网络影响力的降低均可顺利实现;开放编程接口可实现网络与应用的更深入融合，在开发网络新功能过程中，用户的自主性提升、用户需求的更好满足也可由此实现，并促进网络新功能开发;集中式的控制在网络整体优化等方面能够发挥较为积极作用，结合集中式控制基础，网络虚拟化技术的应用在维护和使用方面均具备较高便捷性、可操作性，并能够有效降低后期维修成本。通过将网络划分为控制云、转发云、接入云，网络虚拟化技术即可基于服务型网络优化方法，更好构建促进模型，多样化的优化方式也能够在相关实践中不断形成，以此降低成本、提升分析效率[2]。

2.4 其他应用

除上述内容外，网络优化中网络虚拟化技术的应用还可以从基础服务结构修改、云计算服务设备引入、网络系统管理能力强化三方面入手。基础服务结构修改需结合上文提及的X86系统架构，以此结合虚拟化基础设备中引入的云计算服务，即可开展数据化服务管理，逻辑处理优势发挥、合理的信息资源需求次序排列、均衡调配网络资源、需求量最大及最紧急网络服务工作的优先满足均可顺利实现。通过虚拟化系统架构模型的调整，运营商还可以提供专用虚拟网络满足个人需要，用户具备管理权，用户整体的服务体验也能够基于有限资源的灵活分配提升;云计算服务设备引入能够较好服务于网络服务质量提升，云服务系统与虚拟化网络技术的结合可从基础服务设备软件化入手，虚拟化存储运算设备可为网络服务的更好开展提供支持，云服务行业与通信行业的深度合作也能够由此开展，辅以采用相同标准的服务设备层，即可更为方便的调用云端储存服务数据，虚拟化网络服务资源效率也可更好提升，5G通信技术在线数据资料存取等工作中的应用也需要引起重视，并关注丢失数据基于云服务的高速修补，网络优化可由此更好实现;网络系统管理能力强化可从技术层面的加工控制转发面入手，通过开展全自动分层次运营，改进网络系统功能，服务设备的可控性即可大幅提升。

3 实例分析

3.1 网络虚拟化技术应用思路

以冀中能源国际物流集团有限公司（简称国际物流集团）为例，作为现代化、国际化综合物流企业，该企业在互联网上部署有大量信息系统，但长期以来采用的安全防御手段较为有限。在长期的信息化建设探索中，国际物流集团早已建成较为成熟的基础网络设施和专用网络，这使得互联网带来的安全威胁得以更大限度、更为有效抵御。为更好保证国际物流集团信息安全，网络虚拟化技术在网络优化中的应用开始引起国际物流集团重视，因此本节主要对国际物流集团开展的相关探索进行深入探讨。

3.2 网络虚拟化技术应用原理

在国际物流集团基于网络虚拟化技术的网络优化探索中，需关注网络虚拟化技术与虚拟专用网的结合，以此扩展国际物流集团的内部网，虚拟专用网即可在网络循环化技术支持下保证国际物流集团更好帮助供应商、商业伙伴、公司分支机构、远程用户与公司的内部网络建立安全连接，数据安全传输也可顺利实现。通过在低成本网络上转移數据流，用户在远程网络上连接所花费的费用可基于虚拟专用网有效降低。网络虚拟化技术应用需明确一定目标，考虑到成功、高效的虚拟专用网需要具备服务质量保证、安全保障、可灵活性和扩充性、可管理性等特点，必须更为针对性的应用网络虚拟化技术。国际物流集团基于网络虚拟化技术的网络优化还引入了安全虚拟专用网，这类B/S架构管理软件在HTTP广泛应用的今天可通过服务器端完全基于WWW浏览器实现用户界面主要事务逻辑，前端仅负责实现极少部分事务，这种网络虚拟化技术应用具备经济性、安全性、零客户端、访问控制优势，国际物流集团的发展需要也能够更好得到满足。

3.3 网络虚拟化技术的具体应用

通过将虚拟专用网与网络虚拟化技术结合，由此实现的网络优化可将企业的资源从网络的维护和运行中解放出来，企业商业目标更好实现可获得有力支持。在多数情况下，虚拟专用网可较好服务于各类企业，哪怕企业无需使用加密数据，也能够有效降低开展，网络虚拟化技术在这一过程中发挥着重要作用。国际物流集团可部署安全虚拟专用网安全网关设备于总部出口防火墙后面，企业分支机构、在外人员等远程用户在需要访问资源时，可首先连接安全虚拟专用网的网关，基于远程用户提供的身份识别组件，安全虚拟专用网服务器即可自动进行判断，是否允许远程用于访问内部服务器群资源，同时科学实现用户的访问权限分配。安全虚拟专用网属于虚拟专用网上运行的安全套接字层技术（SSLVPN），基于https访问，安全虚拟专用网可允许用户通过浏览器从任何连接到内部服务器的远程接入。在安全虚拟专用网服务器属于数据中转服务器，用户可基于该中转站访问企业内部网络资源，并保证只有经过安全虚拟专用网服务器认证，所有访问方可转发给内网的应用服务器，应用服务器发出的数据需基于安全虚拟专用网服务器加密，以此最终送回浏览器。需在WEB浏览器和安全虚拟专用网服务器间建立安全隧道，SSL协议的利用属于其中关键。

3.4 实际应用情况分析

国际物流集团基于网络虚拟化技术的网络优化探索早已开展，在全公司范围推行的虚拟专用网系统便可以证明这一认知，虚拟专用网系统访问权限可由所有分支机构申请开通，公司虚拟专用网系统负责国际物流集团信息系统的全部访问。在网络虚拟化技术支持下，国际物流集团信息系统可基于虚拟专用网系统实现安全高效的访问，账号办理的效率也能够大幅提升，国际物流集团长期存在的账号办理周期长等问题可顺利解决。深入分析可以发现，国际物流集团基于网络虚拟化技术的网络优化探索可由公司完全控制虚拟专用网、帐户及权限，并实时监测和管理账号的状态，安全性因此大幅提升。同时，网络虚拟化技术支持下还能够实现全面覆盖的信息系统访问、兼容第三方认证方式（usbkey等）、支持集团公司统建信息系统访问。结合国际物流集团的实际探索可以发现，网络虚拟化技术与虚拟专用网的结合可实现集团公司广域网、虚拟专用网、公司现有网络的无缝对接，保证外部用户对公司总部网络和集团公司广域网资源的顺利访问，相关兼容问题也能够顺利解决。从社会效益和经济效益角度进行分析可以发现，传统型局域网架构属于我国很多集团企业的传统网络结构，国际物流集团也曾长期采用这种简单的网络结构，该结构下集团公司广域网与公司机关办公楼连接，分公司与项目部访问公司自建系统需基于互联网实现，引入网络虚拟化技术前的虚拟专用网多存在并发账号少、带宽低、广域网外用户访问效率低等缺陷，无法访问的情况也频繁出现。在网络虚拟化技术支持下组建虚拟专用网，即可解决传输数据和外部人员访问信息系统安全的问题，公司范围的办公效率也能够大幅提升。通过在国际物流集团推行虚拟网络，分支机构租用专用线路费用可大幅节约，每年可节约90万元的专线租用费用，同时信息传输的安全性提升、集团公司广域网的无缝连接、工作效率提高也能够顺利实现，网络虚拟化技术的应用价值可见一斑。

4 结论

综上所述，网络虚拟化技术在网络优化中的应用需关注多方面因素影响。在此基础上，本文涉及的传统通信网元软件化、网络虚拟化技术应用思路、网络虚拟化技术的具体应用等内容，则直观展示了网络优化中网络虚拟化技术的应用路径。为更好发挥网络虚拟化技术的应用价值，大数据、云计算等新型技术的共同应用也需要引起重视。

参考文献：

[1] 陆波，刘瑞林.铁路运输企业虚拟化技术应用与容灾系统建设[J].铁路技术创新，2020（2）：44-48.

[2] 祝彦峰.网络虚拟化技术在企业园区网络环境中的应用[J].电脑知识与技术，2020，16（5）：47-50.

【通联编辑：张薇】