设备虚拟化技术之VS

一、VS的定义(只有CE128XX系列可以使用)：

虚拟系统VS（Virtual System）是指将一台物理设备PS（Physical System）虚拟成多个相互隔离的逻辑系统。每个VS独立工作，在业务功能上等同于一台独立的传统物理设备，如图1所示。
图1 VS示意图

二、使用VS的目的

随着网络规模的不断扩大，网络基础设施的需求也在不断增长，从而使得一些没有得到充分利用的设备散布于网络之中，资源利用率低。
通过VS技术，可以将一台物理设备虚拟成多台逻辑意义上的设备。一台物理设备可以承担逻辑拓扑中的多个网络节点，最大限度地利用现有资源，降低了网络运营成本。同时，不同的VS可以部署不同的业务，实现业务、故障的隔离，提高了网络的安全性和可靠性。

三、VS的价值

1、横向聚合：减少网络投资、提高资源利用率
2、纵向聚合：降低网络的运用成本
3、分区隔离：提高网络的安全性和可靠性

四、VS资源分配

管理员可以将物理设备的可分配资源分配给某个VS，资源分配给VS后为VS所独占。VS管理员登录VS后，仅可以查看、管理本VS的资源，不可以查看、管理其它VS的资源。
管理员可分配的资源包括物理资源和逻辑资源。

1、物理资源

可分配的物理资源只有接口板上的物理以太网端口。物理端口的分配模式有两种：
• Port模式，即端口模式，接口板上任意端口都能被分配给任意VS，如图1所示。
图2 Port模式

优点：端口分配十分灵活
缺点：VS之间共享整机业务规格，且部分特性只能在一个VS中使用（如MPLS、组播、TRILL等）

Group模式，即端口组模式，接口板中同一端口组上的所有端口必须同时被分配至VS，如图3所示。
图3 Group模式

优点：每个VS的业务规格与物理设备保持一致，每个VS都可以使能全部业务的特性
缺点：只能粗颗粒度的划分VS（想同芯片的端口只能属于一个VS）

端口资源的分配具有以下特点：
• 可以同时创建Port模式和Group模式的VS。
• 缺省情况下，接口板上所有端口都属于Admin-VS。
• PS管理员可以将Admin-VS中的端口分配至其它VS，但一个端口仅可以被分配到一个VS。
• 不同接口板上的端口可以被分配到同一个VS。
• 端口被分配至VS后，端口上原有的配置将被删除。
• VS管理员仅可以查看和配置本VS中的端口。

2、逻辑资源

可以被分配给VS的逻辑资源如表1所示。
表1 VS逻辑资源项及其规格
逻辑资源的分配具有以下特点：
1、VS被创建后拥有缺省的逻辑资源规格。PS管理员可以重新调整VS中逻辑资源的规格。
2、VS之间逻辑资源的命名可以重叠，如VS1和VS2都可以创建VLAN10，不会相互影响。
3、所有Port模式的VS之间共享业务规格（普通物理设备上可以配置的业务规格）。例如，在普通物理设备上，VLAN的业务规格为4094个。VS1和VS2的端口分配模式都为Port模式，如果VS1和Admin-VS共占用了3000个VLAN资源（Admin-VS为Port模式），则VS2只能占有剩下的1094个VLAN资源。
4、所有Group模式的VS独享业务规格。例如，VLAN的业务规格为4094个，VS1和VS2的端口分配模 式都为Group模式，则VS1和VS2都可以占有4094个VLAN资源。需要说明的是，虽然资源可以独立分配给VS，但是资源本身还是基于全局管理的。例如，所有Group模式VS共享整机28658个VLAN，如果7个Group模式的VS共占用了28658（7*4094）个VLAN，那么将不再有足够的VLAN资源被分配给其它Group模式的VS。
整机资源规格及VS资源规格可以通过命令display virtual-system resource查看。
5、同一接口板上的VS共享该接口板上的IPv4和IPv6路由规格。
6、VS的最大CPU占用率通过权重计算，计算方法为：（该VS的权重值/所有VS的权重值和）*100%。
7、VS管理员仅可以查看、管理本VS的逻辑资源。

五、配置举例

组网需求
如图4所示，SwitchA作为网络核心层交换机，同时运行多种二层、三层业务。
网络中，所有业务均需通过物理设备的主控板进行处理。这种情况下，当物理设备上某一业务出现故障而引起整机故障时，其它业务也将无法正常运行。用户希望能在一台物理设备上部署二、三层业务，同时实现二、三层业务之间的相互隔离，在快速区分不同业务的同时，提升网络安全性。
图4 配置VS组网图

配置思路
采用如下的思路配置：
1. 创建vs1和vs2，并为vs1和vs2分配物理端口资源和逻辑资源。
2. 为了使后续VS管理员更加方便的管理VS，为VS配置管理IP地址和管理用户。
3. 配置vs1和vs2之间相连的接口，实现VS之间互通。

配置步骤
1、创建VS并为VS分配资源。
# 创建Group模式的vs1和vs2。为vs1分配物理端口40GE1/0/0～40GE1/0/11，为vs2分配物理端口40GE1/0/12～40GE1/0/23。

为Group模式的VS分配端口时，将任意一个端口分配给VS后，该端口所属端口组上的其他端口将自动被分配至VS。例如40GE1/0/0-40GE1/0/11在同一端口组上，将40GE1/0/0分配至VS1后，40GE1/0/0-40GE1/0/11都会被分配至VS1。

system-view
[~HUAWEI] sysname SwitchA
[*HUAWEI] commit
[~SwitchA] admin
[~SwitchA-admin] virtual-system vs1
[*SwitchA-admin-vs:vs1] port-mode group
[*SwitchA-admin-vs:vs1] assign interface 40ge 1/0/0
Warning: All configurations of the interfaces will be deleted. Interfaces 40GE1/0/0-11 of the same group will be assigned. Continue? [Y/N]: y //这里会提示40GE1/0/0-11都会被划分到vs1
[*SwitchA-admin-vs:vs1] quit
[*SwitchA-admin] commit
[~SwitchA-admin] virtual-system vs2
[*SwitchA-admin-vs:vs2] port-mode group
[*SwitchA-admin-vs:vs2] assign interface 40ge 1/0/12
Warning: All configurations of the interfaces will be deleted. Interfaces 40GE1/0/12-23 of the same group will be assigned. Continue? [Y/N]: y
[*SwitchA-admin-vs:vs2] quit
[*SwitchA-admin] commit

#创建逻辑资源模板temp1和temp2，分别加载至vs1和vs2，用来调整vs1和vs2的逻辑资源规格。

[~SwitchA-admin] resource-template temp1
[*SwitchA-admin-template:temp1] resource vlan upper-limit 2000
[*SwitchA-admin-template:temp1] quit
[*SwitchA-admin] resource-template temp2
[*SwitchA-admin-template:temp2] resource vpn-instance upper-limit 1000
[*SwitchA-admin-template:temp2] quit
[*SwitchA-admin] commit
[~SwitchA-admin] virtual-system vs1
[~SwitchA-admin-vs:vs1] assign resource-template temp1
[*SwitchA-admin-vs:vs1] quit
[*SwitchA-admin] virtual-system vs2
[*SwitchA-admin-vs:vs2] assign resource-template temp2
[*SwitchA-admin-vs:vs2] quit
[*SwitchA-admin] commit

#查看VS的状态及分配的资源信息。以查看vs1为例。
[~SwitchA-admin] display virtual-system name vs1 verbose
Name : vs1
Status : running
Description :
Create time : 2018-08-03 03:41:51
Port mode : group
System MAC : 0019-7459-3320
Assigned slot(s)
pvmb : 5
pvmb : 6
CPU(s)
slot 5 : 0%
Memory(s)
slot 5 : 2%, 112228/3884220 (Used Kbytes/Max Kbytes)
Disk(s)
5#flash:/VS_vs1: 0%, 1336/3480880 (Used Kbytes/Max Kbytes)
Assigned interface(s)
40GE1/0/0, slot 1
40GE1/0/1, slot 1
40GE1/0/2, slot 1
40GE1/0/3, slot 1
40GE1/0/4, slot 1
40GE1/0/5, slot 1
40GE1/0/6, slot 1
40GE1/0/7, slot 1
40GE1/0/8, slot 1
40GE1/0/9, slot 1
40GE1/0/10, slot 1
40GE1/0/11, slot 1
Assigned resource(s)
u4route : 60000(Max)
m4route : 1000(Max)
u6route : 16000(Max)
m6route : 100(Max)
vlan : 2000(Max)
vpn-instance : 4096(Max)
cpu : 5(weight)
memory : 100(ratio-threshold)
disk : 100(ratio-threshold)
mpls : enable
trill : enable
mcast : enable

2、为VS配置管理IP地址和管理用户。
# 切换进入vs1，配置vs1的管理IP地址及管理用户。vs2的配置过程与vs1类似，过程略。
[~SwitchA-admin] return
switch virtual-system vs1
system-view
[~SwitchA-vs1] interface MEth 0/0/0
[~SwitchA-vs1-MEth0/0/0] ip address 10.1.1.10 24
[*SwitchA-vs1-MEth0/0/0] quit
[*SwitchA-vs1] user-interface vty 0 4
[*SwitchA-vs1-ui-vty0-4] authentication-mode aaa
[*SwitchA-vs1-ui-vty0-4] user privilege level 3
[*SwitchA-vs1-ui-vty0-4] quit
[*SwitchA-vs1] aaa
[*SwitchA-vs1-aaa] local-user vs1_user password cipher VS1_password
[*SwitchA-vs1-aaa] local-user vs1_user service-type telnet
[*SwitchA-vs1-aaa] local-user vs1_user level 3
[*SwitchA-vs1-aaa] quit
[*SwitchA-vs1] undo telnet server disable
[*SwitchA-vs1] commit
[~SwitchA-vs1] quit
quit

3、配置vs1和vs2之间互通。
# 配置vs1和vs2互连接口的IP地址，实现vs1和vs2之间互通。VS作为独立的逻辑系统，彼此之间的互通类似于不同物理设备之间的互通，需要通过VS之间的物理接口相连。
switch virtual-system vs1
system-view
[~SwitchA-vs1] interface 40ge 1/0/1
[~SwitchA-vs1-40GE1/0/1] undo portswitch
[*SwitchA-vs1-40GE1/0/1] ip address 10.10.10.1 24
[*SwitchA-vs1-40GE1/0/1] commit
[~SwitchA-vs1-40GE1/0/1] return
quit
switch virtual-system vs2
system-view
[~SwitchA-vs2] interface 40ge 1/0/13
[~SwitchA-vs2-40GE1/0/13] undo portswitch
[*SwitchA-vs2-40GE1/0/13] ip address 10.10.10.2 24
[*SwitchA-vs2-40GE1/0/13] commit
[~SwitchA-vs2-40GE1/0/13] return
quit

#VS之间互ping，检查VS之间能否互通。以vs1 ping vs2为例。

switch virtual-system vs1
ping 10.10.10.2
PING 10.10.10.2: 56 data bytes, press CTRL_C to break
Reply from 10.10.10.2: bytes=56 Sequence=1 ttl=254 time=4 ms
Reply from 10.10.10.2: bytes=56 Sequence=2 ttl=254 time=10 ms
Reply from 10.10.10.2: bytes=56 Sequence=3 ttl=254 time=8 ms
Reply from 10.10.10.2: bytes=56 Sequence=4 ttl=254 time=4 ms
Reply from 10.10.10.2: bytes=56 Sequence=5 ttl=254 time=4 ms

— 10.10.10.2 ping statistics —
5 packet(s) transmitted
5 packet(s) received
0.00% packet loss
round-trip min/avg/max = 4/6/10 ms

常用命令
display device port-map //命令用来查看转发芯片和端口的映射关系。
display virtual-system//命令用来查看VS的信息。

参考资料：华为HedEx文档

今天的文章设备虚拟化技术之VS分享到此就结束了，感谢您的阅读。