Mục lục
I. Giới thiệu về vSphere Networking
II. Cấu trúc và Chức năng của vSphere Networking
1. vSphere Standard Switch (vSS)
2. vSphere Distributed Switch (vDS)
3. VLANs (Virtual LANs)
III. Cách thức Hoạt động của Các Cấu Trúc Phổ Biến
1. vSphere Standard Switch (vSS)
2. vSphere Distributed Switch (vDS)
3. VLANs
IV. Kết luận

---

[CHAP 07] Tìm hiểu về vSphere Layer2 Networking​

I. Giới thiệu về vSphere Networking

- vSphere Networking là một thành phần quan trọng trong hệ thống ảo hóa VMware vSphere, cung cấp khả năng kết nối mạng giữa các máy ảo (VM) trên cùng một host hoặc trên các host khác nhau, cũng như giữa các máy ảo với mạng vật lý bên ngoài. vSphere Networking đảm bảo rằng dữ liệu có thể được truyền tải an toàn và hiệu quả trong môi trường ảo hóa, tối ưu hóa việc sử dụng tài nguyên mạng, và hỗ trợ quản lý, giám sát, và bảo mật mạng trong một môi trường tập trung.

- Các tính năng chính của vSphere Networking bao gồm khả năng tạo và quản lý các switch ảo (vSwitch), hỗ trợ VLANs để phân đoạn mạng, và cung cấp các tính năng bảo mật và điều khiển lưu lượng tiên tiến. Việc hiểu rõ về Layer 2 Networking trong vSphere là rất quan trọng để đảm bảo sự hoạt động hiệu quả của hệ thống mạng ảo hóa.

II. Cấu trúc và Chức năng của vSphere Networking

1. vSphere Standard Switch (vSS)

- Cấu trúc:

• vSS là loại switch ảo cơ bản trong vSphere, tồn tại trên mỗi ESXi host một cách độc lập.
• Port Groups: Đây là các nhóm cổng mạng, chứa cấu hình mạng mà các VM sử dụng để kết nối với mạng ảo hoặc vật lý.
• Uplinks: Các card mạng vật lý (Physical NICs) kết nối vSS với mạng vật lý, cho phép truyền tải dữ liệu giữa các VM và các thiết bị bên ngoài.
• NIC Teaming: Cho phép sử dụng nhiều uplinks để tạo ra các cấu hình load balancing và failover, đảm bảo rằng nếu một card mạng bị lỗi, kết nối vẫn được duy trì thông qua card mạng khác.

- Chức năng:

• Kết nối nội bộ: vSS cho phép các VM trên cùng một ESXi host giao tiếp trực tiếp với nhau mà không cần qua mạng vật lý, giúp tối ưu hóa lưu lượng mạng nội bộ.
• Kết nối với mạng vật lý: vSS sử dụng uplinks để kết nối các VM với mạng vật lý, cho phép chúng giao tiếp với các thiết bị khác trong mạng vật lý.
• Bảo mật: vSS cung cấp các tùy chọn bảo mật như Promiscuous Mode, MAC Address Changes, và Forged Transmits, giúp kiểm soát và bảo vệ lưu lượng mạng.

- Ưu điểm:

• Dễ cấu hình: vSS có giao diện quản lý đơn giản, dễ thiết lập và sử dụng, phù hợp cho các môi trường nhỏ.

- Nhược điểm:

• Quản lý phân tán: Mỗi vSS tồn tại trên một ESXi host riêng lẻ, dẫn đến việc phải cấu hình từng vSS riêng biệt trên mỗi host, gây khó khăn khi mở rộng và quản lý.
• Giới hạn chức năng: vSS không hỗ trợ các tính năng nâng cao như Network I/O Control (NIOC) hay Port Mirroring.

2. vSphere Distributed Switch (vDS)

- Cấu trúc:

• vDS là một switch ảo tiên tiến, được quản lý tập trung từ vCenter Server và có thể áp dụng cho nhiều ESXi hosts cùng lúc.
• Distributed Port Groups: Cung cấp các kết nối mạng ảo đồng nhất trên tất cả các ESXi hosts được kết nối với vDS, giúp quản lý và đảm bảo tính nhất quán của cấu hình mạng.
• Uplinks: Giống như vSS, vDS cũng sử dụng các uplinks để kết nối với mạng vật lý, nhưng việc cấu hình được thực hiện tập trung và áp dụng cho tất cả các host.
• Network I/O Control (NIOC): Cho phép quản lý và ưu tiên băng thông mạng, đảm bảo các dịch vụ quan trọng luôn có băng thông cần thiết.
• Private VLAN (PVLAN): Cung cấp khả năng chia nhỏ VLAN để cô lập lưu lượng giữa các máy ảo trong cùng một VLAN chính.

- Chức năng:

• Quản lý tập trung: Tất cả các cấu hình mạng được quản lý từ vCenter Server và tự động áp dụng cho tất cả các ESXi host được kết nối với vDS, giúp dễ dàng quản lý và mở rộng hệ thống.
• Load Balancing và Failover: vDS hỗ trợ các phương pháp load balancing và failover nâng cao, giúp đảm bảo hiệu suất và độ tin cậy của hệ thống mạng.
• Giám sát và phân tích: Với các tính năng như Port Mirroring, vDS cho phép giám sát lưu lượng mạng, hỗ trợ phân tích và xử lý sự cố.

- Ưu điểm:

• Quản lý dễ dàng khi mở rộng: vDS giúp giảm thiểu công việc cấu hình khi hệ thống mở rộng, nhờ khả năng quản lý tập trung.
• Hỗ trợ các tính năng nâng cao: Với các tính năng như NIOC và PVLAN, vDS cung cấp khả năng kiểm soát băng thông và bảo mật cao hơn.

- Nhược điểm:

• Yêu cầu giấy phép cao cấp: vDS chỉ có sẵn trong các phiên bản vSphere cao cấp, do đó không phù hợp cho các hệ thống với ngân sách hạn chế.
• Phức tạp hơn trong cấu hình: Việc cấu hình và quản lý vDS đòi hỏi kiến thức và kinh nghiệm sâu hơn so với vSS.

3. VLANs (Virtual LANs)

- Cấu trúc:

- Chức năng:

• Phân đoạn mạng logic: VLANs cho phép chia mạng vật lý thành các phân đoạn mạng logic, giúp tách biệt lưu lượng giữa các nhóm thiết bị khác nhau, tránh hiện tượng broadcast storm.
• Tăng cường bảo mật: Bằng cách cô lập lưu lượng mạng giữa các VLAN, hệ thống mạng được bảo vệ tốt hơn trước các cuộc tấn công nội bộ.
• Tối ưu hóa băng thông: Giảm thiểu lưu lượng broadcast không cần thiết, giúp tối ưu hóa băng thông trong mạng.

- Ưu điểm:

• Linh hoạt trong quản lý mạng: Dễ dàng thêm hoặc xóa VLAN, điều chỉnh cấu hình mạng mà không cần thay đổi phần cứng vật lý.
• Tăng tính bảo mật: Phân chia mạng một cách logic giúp ngăn chặn truy cập trái phép giữa các phân đoạn mạng.

- Nhược điểm:

• Phức tạp trong quản lý: Cần cấu hình cẩn thận để tránh xung đột VLAN ID và đảm bảo tính toàn vẹn của cấu trúc mạng.
• Cần có kiến thức chuyên sâu: Việc cấu hình và quản lý VLAN yêu cầu kiến thức sâu về mạng, đặc biệt khi triển khai trên vDS.

III. Cách thức Hoạt động của Các Cấu Trúc Phổ Biến

1. vSphere Standard Switch (vSS)

- Cách thức hoạt động:

• Khi một máy ảo (VM) trên ESXi host cần kết nối với mạng, nó sẽ sử dụng một Port Group được cấu hình trên vSS. Port Group này chứa các thiết lập về kết nối mạng, bao gồm cả VLAN nếu có.
• Uplinks trên vSS kết nối với card mạng vật lý của ESXi host. Khi VM gửi gói dữ liệu, vSS sẽ chuyển tiếp gói này qua uplink tới mạng vật lý. Nếu gói dữ liệu được định tuyến đến một VM khác trên cùng một host, vSS sẽ chuyển gói này trực tiếp mà không cần qua mạng vật lý.
• NIC Teaming: vSS hỗ trợ sử dụng nhiều uplinks cho một Port Group. Điều này cho phép chia sẻ lưu lượng mạng (load balancing) và đảm bảo kết nối liên tục nếu một uplink bị hỏng (failover).

2. vSphere Distributed Switch (vDS)

- Cách thức hoạt động:

• vDS cung cấp một nền tảng quản lý mạng tập trung từ vCenter Server. Khi một VM cần kết nối mạng, nó sẽ kết nối thông qua một Distributed Port Group trên vDS.
• Cấu hình của vDS (như VLAN, NIC Teaming, và Security Policies) được áp dụng đồng bộ trên tất cả các ESXi hosts kết nối với vDS. Điều này đảm bảo rằng tất cả các VM trên các hosts khác nhau có cấu hình mạng đồng nhất.
• vDS sử dụng Distributed Uplinks kết nối với các card mạng vật lý trên từng host. Khi một gói dữ liệu cần được gửi đi, vDS sẽ xác định đường đi tốt nhất dựa trên các chính sách đã được cấu hình và gửi gói dữ liệu đó thông qua uplink tương ứng.

3. VLANs

- Cách thức hoạt động:

• VLANs trong vSphere cho phép phân đoạn mạng ảo giống như chia nhỏ một mạng vật lý thành nhiều mạng con khác nhau, mỗi mạng con có một VLAN ID riêng biệt.
• Khi một VM gửi một gói dữ liệu, nếu Port Group mà VM sử dụng được gắn với một VLAN, gói dữ liệu sẽ được thêm một VLAN tag (một mã định danh) vào trong header của gói. Gói dữ liệu sau đó chỉ được chuyển tiếp trong phạm vi VLAN đó.
• Khi gói dữ liệu rời khỏi môi trường ảo để vào mạng vật lý, VLAN tag sẽ giúp switch vật lý xác định VLAN nào nên nhận gói dữ liệu này, đảm bảo rằng dữ liệu chỉ đến đúng điểm đích mà không bị lẫn với các lưu lượng từ VLAN khác.

IV. Kết luận

- vSphere Layer 2 Networking là thành phần cốt lõi trong việc xây dựng và quản lý hệ thống mạng ảo trong môi trường VMware. Các cấu trúc như vSphere Standard Switch (vSS), vSphere Distributed Switch (vDS), và VLANs giúp tối ưu hóa việc sử dụng tài nguyên mạng, đảm bảo tính bảo mật và quản lý hiệu quả trong môi trường ảo hóa. Việc hiểu biết và triển khai đúng các cấu trúc này là yếu tố quan trọng để đảm bảo hiệu suất và độ tin cậy của hệ thống mạng trong môi trường ảo hóa phức tạp. Sự lựa chọn giữa vSS và vDS phụ thuộc vào quy mô, yêu cầu bảo mật, và ngân sách của hệ thống, trong khi VLANs cung cấp một cách hiệu quả để phân đoạn và bảo vệ lưu lượng mạng.