云基础设施平台部署与管理课件

任务3vSphere网络的部署与应用知识链接·完整教学课件云基础设施平台部署与管理讲师：________日期：2026年8月19日KNOWLEDGELINKCONTENTS目录与建议时间01虚拟网络通信原理建议8分钟02vSphere网络类型建议8分钟03vSphere虚拟交换机及其组成建议14分钟04vSphere标准交换机建议14分钟05vSphere交换机使用VLAN隔离网络流量建议14分钟06vSphere分布式交换机建议20分钟时间按内容页数量估算，可根据课堂进度调整。云基础设施平台部署与管理·知识链接02/21LEARNING学习目标FROMTASKSUMMARY01理解虚拟网络通信原理。02掌握vSphere网络的3种类型。03理解vSphere虚拟交换机及其组成。04理解vSphere标准交换机和分布式交换机的概念和基本原理。05能够根据项目描述进行vSphere标准交换机的配置和管理。06能够根据项目描述进行vSphere分布式交换机的配置和管理。云基础设施平台部署与管理·知识链接03/21SECTION01/0601虚拟网络通信原理虚拟网络是指通过虚拟化技术实现的计算机网络。虚拟网络连接是指两个计算设备之间不依赖物理线路，而是通过虚拟化技术建立的网络连接。1张内容页完整原文·按主题分页云基础设施平台部署与管理·知识链接04/213.3.1虚拟网络通信原理虚拟网络通信原理虚拟网络是指通过虚拟化技术实现的计算机网络。虚拟网络连接是指两个计算设备之间不依赖物理线路，而是通过虚拟化技术建立的网络连接。1．虚拟网络的形式常见的虚拟网络的形式包括基于协议的虚拟网络，如VLAN（VirtualLocalAreaNetwork，虚拟局域网）、VPN（VirtualPrivateNetwork，虚拟专用网络）、VPLS（VirtualPrivateLANService，虚拟专用局域网服务）和基于虚拟设备的虚拟网络（如在Hypervisor内部的网络连接虚拟机）。这种设计可以减少网络范围内的广播包传输，提高网络传输效率，并提升网络安全性。虚拟网络可以基于不同的原则和需求进行设计和配置。例如，基于虚拟现实的虚拟Internet结合虚拟化和Internet的概念，提供了一个基于计算机技术的虚拟化网络环境。在这个概念下，网络通信是基础，它依赖于Internet作为通信基础设施。在虚拟环境中，用户可以通过视频采集和编解码技术进行实时视频通话，建立社交网络。2．基本原理虚拟网络通信的核心在于虚拟机或容器之间的相互通信。这可以是同一台主机内不同虚拟机之间的通信，也可以是虚拟机与其他外部物理设备或虚拟设备之间的通信。无论是哪种情况，都需要使用网络适配器来进行通信。虚拟机可以使用虚拟网络适配器或专用的物理网络适配器进行通信，但随着虚拟机数量的增多，可能需要接口虚拟化机制来避免资源冲突。云基础设施平台部署与管理·知识链接05/21SECTION02/0602vSphere网络类型vSphere网络有以下3种类型。1张内容页完整原文·按主题分页云基础设施平台部署与管理·知识链接06/213.3.2vSphere网络类型vSphere网络类型vSphere网络有以下3种类型。●物理网络（PhysicalNetwork）：为使物理机之间能够相互收发数据而建立的网络。ESXi主机之间通过物理网络连接。●虚拟网络（VirtualNetwork）：在单台物理机上运行的虚拟机为相互通信而建立的逻辑网络。在添加网络时可将虚拟机连接到创建的虚拟网络。这里的虚拟网络主要指的是虚拟交换机。●不透明网络（OpaqueNetwork）：由vSphere之外的独立实体创建和管理的网络。例如，由软件定义网络产品VMwareNSX创建和管理的逻辑网络。管理这类网络需使用与不透明网络关联的管理工具，如VMwareNSXManager或VMwareNSXAPI。KNOWLEDGENOTE云基础设施平台部署与管理·知识链接07/21SECTION03/0603vSphere虚拟交换机及其组成与物理交换机用于连接各种网络设备或计算机类似，vSphere虚拟交换机用于实现ESXi主机、虚拟机与外部网络的通信，其功能类似于二层交换机。它工作在数据链路层，能够保存MAC地址表，能基于MAC地址转发数据帧。2张内容页完整原文·按主题分页云基础设施平台部署与管理·知识链接08/213.3.3vSphere虚拟交换机及其组成vSphere虚拟交换机及其组成（1/2）与物理交换机用于连接各种网络设备或计算机类似，vSphere虚拟交换机用于实现ESXi主机、虚拟机与外部网络的通信，其功能类似于二层交换机。它工作在数据链路层，能够保存MAC地址表，能基于MAC地址转发数据帧。vSphere虚拟交换机还支持VLAN配置和IEEE802.1q中继协议。但是，它不具备物理交换机所提供的高级功能，例如，不提供命令行接口、不支持STP（SpanningTreeProtocol，生成树协议）等。vSphere虚拟交换机的基本组成如图3.38所示。端口和端口组是虚拟交换机上的逻辑对象。在一个虚拟交换机中可以创建一个或多个端口组，每个端口组都有自己特定的配置。1．虚拟机端口组虚拟机端口组是虚拟交换机上具有相同配置的一组端口。一个虚拟机端口组可以连接若干虚拟机，这些虚拟机之间可以相互访问，也可以访问外部网络。虚拟机端口组工作在数据链路层，无须分配IP地址，可以配置VLAN、安全性、流量控制、网络端口绑定等特性。云基础设施平台部署与管理·知识链接09/213.3.3vSphere虚拟交换机及其组成vSphere虚拟交换机及其组成（2/2）图3.38vSphere虚拟交换机的基本组成2．上行链路端口虚拟机与外部网络通信需要虚拟交换机提供上行链路端口。虚拟交换机通过上行链路端口绑定ESXi主机的网络适配器，以便与外部网络中的其他节点通信。一个虚拟交换机可以绑定一个或多个物理网络适配器，绑定多个物理网络适配器时形成网络适配器组合，以实现冗余和负载平衡。当然，虚拟交换机也可以没有上行链路端口，这样就不能连接ESXi主机的物理网络适配器，也就不能与外部物理网络通信。3．VMkernel端口VMkernel端口即VMkernel适配器，又称核心端口，是一种特定类型的端口，用于为ESXi主机提供通信服务，支持ESXi管理访问、vMotion虚拟机迁移、网络存储访问、虚拟机容错等高级功能。该端口工作在网络层，需要分配IP地址，通常标识为vmnic。在一个虚拟交换机中可创建多个VMkernel端口。云基础设施平台部署与管理·知识链接10/21SECTION04/0604vSphere标准交换机vSphere标准交换机是由ESXi主机虚拟出来的交换机。虽然标准交换机的工作原理与物理交换机的工作原理非常相似，但是它没有物理交换机的某些高级功能。标准交换机为ESXi主机和虚拟机提供网络连接，可以在同一VLAN内的虚拟机之间桥接流量并连接到外部网络。2张内容页完整原文·按主题分页云基础设施平台部署与管理·知识链接11/213.3.4vSphere标准交换机vSphere标准交换机（1/2）vSphere标准交换机是由ESXi主机虚拟出来的交换机。虽然标准交换机的工作原理与物理交换机的工作原理非常相似，但是它没有物理交换机的某些高级功能。标准交换机为ESXi主机和虚拟机提供网络连接，可以在同一VLAN内的虚拟机之间桥接流量并连接到外部网络。1．vSphere标准交换机的架构vSphere标准交换机的架构如图3.39所示。vSphere标准交换机与物理交换机非常相似，标准交换机通过上行链路端口连接ESXi主机上的虚拟网络适配器和物理网络适配器，每个网络适配器使用一个上行链路端口。标准交换机上的每个上行链路端口都是单个端口组的成员。要为ESXi主机和虚拟机提供网络连接，就要将ESXi主机的物理网络适配器连接到标准交换机上的上行链路端口。虚拟机的虚拟网络适配器连接标准交换机端口组。每个端口组可以使用一个或多个物理网络适配器来处理其网络流量。如果端口组没有连接物理网络适配器，则同一端口组上的虚拟机只能相互通信，不能与外部网络通信。云基础设施平台部署与管理·知识链接12/213.3.4vSphere标准交换机vSphere标准交换机（2/2）图3.39vSphere标准交换机的架构2．标准端口组标准交换机上的每个标准端口组由网络标签标识，该标签对当前ESXi主机必须是唯一的，网络标签使得虚拟机的网络配置可以在ESXi主机之间复用。连接到同一个广播域的物理网络适配器的端口组应该使用相同的网络标签。相反，如果两个端口组连接到不同广播域的物理网络适配器，那么端口组应该有不同的网络标签。为了确保在ESXi主机上高效使用网络资源，标准交换机的端口数将按比例自动增加和减少。标准交换机端口数可扩展至该主机所支持的最大端口数。云基础设施平台部署与管理·知识链接13/21SECTION05/0605vSphere交换机使用VLAN隔离网络流量VLAN是用于有效减少或隔离广播域的网络技术，广泛应用于物理环境和虚拟环境。在vSphere中，VLAN通过在虚拟交换机的端口组上分配VLANID实现流量隔离。这样可以将ESXi主机集成到现有的VLAN架构中，隔离广播风暴并保护网络流量，减少不必要的广播流…2张内容页完整原文·按主题分页云基础设施平台部署与管理·知识链接14/213.3.5vSphere交换机使用VLAN隔离网络流量vSphere交换机使用VLAN隔离网络流量（1/2）VLAN是用于有效减少或隔离广播域的网络技术，广泛应用于物理环境和虚拟环境。在vSphere中，VLAN通过在虚拟交换机的端口组上分配VLANID实现流量隔离。这样可以将ESXi主机集成到现有的VLAN架构中，隔离广播风暴并保护网络流量，减少不必要的广播流量。vSphere标准交换机和分布式交换机都提供对VLAN的支持，使用VLAN标记模式即可配置VLAN。vSphere支持3种VLAN标记模式，具体说明如表3.5所示。表3.5vSphere支持的VLAN标记模式VLAN标记模式端口组VLANID说明物理交换机端口要求EST（ExternalSwitchTagging,外部交换机标记）0虚拟交换机不处理VLAN标记，由物理交换机负责标记或剥离VLAN标签。虚拟机流量以无标记（Untagged）形式发送到物理网络。适用于虚拟机无需感知VLAN的场景（如管理网络）云基础设施平台部署与管理·知识链接15/213.3.5vSphere交换机使用VLAN隔离网络流量vSphere交换机使用VLAN隔离网络流量（2/2）Access端口（绑定到单一VLAN）VST（VirtualSwitchTagging,虚拟交换机标记）1～4094虚拟交换机在流量离开ESXi主机前主动添加VLAN标记（802.1Q）。虚拟机无需配置VLAN，由端口组VLANID决定所属广播域。适用于大多数虚拟机隔离场景Trunk端口（允许多VLAN通过）VGT（VirtualGuestTagging,虚拟客户机标记）标准交换机：4095分布式交换机：VLANID（范围或特定值）虚拟机内部操作系统自行标记VLAN标签（如Linux的vconfig或Windows的NICVLAN配置）。虚拟交换机透传VLAN标签，不修改或剥离。适用于需要虚拟机自主管理VLAN的场景（如嵌套虚拟化、多租户）Trunk端口（允许多VLAN通过）云基础设施平台部署与管理·知识链接16/21SECTION06/0606vSphere分布式交换机分布式交换机可以简化虚拟机网络连接的部署、管理和监控等，为集群级网络连接提供集中控制点。从功能上看，分布式交换机与标准交换机没有本质的差别，可以将它看作跨多台ESXi主机的超级交换机，适用于ESXi主机数量较多的大规模的虚拟化应用。ESXi主机少于10台时，…3张内容页完整原文·按主题分页云基础设施平台部署与管理·知识链接17/213.3.6vSphere分布式交换机vSphere分布式交换机（1/3）分布式交换机可以简化虚拟机网络连接的部署、管理和监控等，为集群级网络连接提供集中控制点。从功能上看，分布式交换机与标准交换机没有本质的差别，可以将它看作跨多台ESXi主机的超级交换机，适用于ESXi主机数量较多的大规模的虚拟化应用。ESXi主机少于10台时，只需要使用标准交换机；超过10台时，就要考虑使用分布式交换机。vSphere分布式交换机不是基于ESXi主机创建的，而是基于vCenterServer创建的，管理员可以使用vSphereClient登录vCenterServer创建和管理分布式交换机。vSphere中的网络交换机由数据平面（DataPlane）和管理平面（ManagementPlane）两个逻辑部分组成。数据平面可以实现包的交换、过滤和标记等。管理平面用于配置数据平面功能的控制结构。vSphere标准交换机的数据平面和管理平面一般集成在一起进行配置和管理。而vSphere分布式交换机将数据平面和管理平面分离，其架构如图3.40所示。其管理功能位于vCenterServer系统上，可以在数据中心级别管理环境的网络配置。数据平面保留在与分布式交换机相关联的每台ESXi主机上。分布式交换机的数据平面部分称为主机代理交换机（HostProxySwitch）。在vCenterServer系统（管理平面）上创建的网络配置将自动推送到所有ESXi主机代理交换机（数据平面）。vSphere分布式交换机引入了以下2个抽象概念，用于为虚拟机和VMkernel服务等创建一致的网络配置。云基础设施平台部署与管理·知识链接18/213.3.6vSphere分布式交换机vSphere分布式交换机（2/3）图3.40vSphere分布式交换机的架构●上行链路端口组也称dvuplink端口组，在创建分布式交换机期间定义，可以具有一条或多条上行链路。上行链路是可用于配置ESXi主机的物理连接、故障转移和负载平衡策略的模板。ESXi主机的物理网络适配器可以映射到分布式交换机上的上行链路。在ESXi主机层面，每个物理网络适配器连接到具有特定ID的上行链路端口。可以通过上行链路设置故障转移和负载平衡策略，并将策略自动传播到主机代理交换机（数据平面）。通过这种方式，可以为与分布式交换机关联的所有ESXi主机的物理网络适配器应用一致的故障转移和负载平衡配置。云基础设施平台部署与管理·知识链接19/213.3.6vSphere分布式交换机vSphere分布式交换机（3/3）●分布式端口组为虚拟机提供网络连接并提供VMker