O que é virtualização de rede?

11 de julho de 2024

A virtualização de rede é uma tecnologia que abstrai recursos de rede física em redes virtuais lógicas. O processo envolve a criação de múltiplas redes virtuais independentes em uma única infra-estrutura de rede física, permitindo uma utilização mais eficiente de recursos e melhor flexcapacidade.

o que é virtualização de rede

O que é virtualização de rede?

A virtualização de rede é um método de abstração da infraestrutura de rede física para criar múltiplas redes virtuais que podem operar independentemente umas das outras no mesmo ambiente físico. Hardwares. Esta abstração permite a lógica segmentação de recursos de rede, proporcionando maior flexflexibilidade, eficiência e escalabilidade no gerenciamento de funções de rede.

Através da virtualização de rede, serviços de rede como roteamento, comutação, firewall e balanceamento de carga são desacoplados dos dispositivos físicos e implementados em software. Isso permite administradores de rede configurar e gerenciar recursos de rede de forma programática, geralmente por meio de painéis de controle centralizados ou ferramentas de orquestração. As redes virtuais podem ser personalizadas para atender a requisitos específicos de aplicativos ou locatários, sem a necessidade de modificar a infraestrutura física subjacente.

Como funciona a virtualização de rede?

A virtualização de redes funciona abstraindo e desacoplando os serviços e recursos de rede do hardware físico subjacente, criando múltiplas redes virtuais independentes que podem operar simultaneamente em uma infraestrutura compartilhada. Aqui está uma explicação detalhada de como funciona:

  1. Abstração de recursos físicos. O processo começa com a abstração dos componentes físicos da rede, como switches, roteadores e firewalls, em instâncias virtuais. Essa camada de abstração permite que essas funções de rede virtual sejam gerenciadas e manipuladas por meio de software, e não de hardware.
  2. Segmentação de rede. As redes virtuais são criadas segmentando a rede física usando tecnologias como VLANs (Virtual Local Area Networks), VXLANs (Virtual Extensible LANs) ou GRE (Generic Routing Encapsulation). Essas tecnologias encapsulam pacotes de rede, permitindo que atravessem diferentes segmentos de rede física, mantendo o isolamento e a segurança entre redes virtuais.
  3. Desacoplando planos de controle e dados. Na virtualização de rede, o plano de controle (responsável por tomar decisões sobre para onde o tráfego deve ser enviado) é separado do plano de dados (responsável por encaminhar o tráfego). Esta separação é um princípio fundamental da rede definida por software (SDN). O plano de controle é gerenciado por um controlador SDN centralizado, que fornece uma visão global da rede e pode tomar decisões de roteamento mais informadas e eficientes.
  4. Virtualização de funções de rede (NFV). A NFV envolve a implementação de funções de rede, como firewalls, balanceadores de carga e sistemas de detecção de intrusões, como instâncias de software, em vez de dispositivos de hardware dedicados. Essas funções de rede virtual (VNFs) são executadas em padrão server hardware e pode ser implantado, dimensionado e gerenciado dinamicamente por meio de software.
  5. Sobrepor redes. As redes de sobreposição criam topologias de rede virtuais sobre a infraestrutura física existente. Essas redes de sobreposição encapsulam os pacotes originais em novos pacotes que podem ser roteados pela rede física. Tecnologias como VXLAN e NVGRE (virtualização de rede usando encapsulamento de roteamento genérico) permitem a criação dessas sobreposições, que suportam operações em larga escala, ambientes multilocatários.
  6. Orquestração e gerenciamento. Ferramentas centralizadas de orquestração e gerenciamento automatizam a implantação, a configuração e o dimensionamento de redes virtuais. Essas ferramentas fornecem uma interface amigável para administradores de rede definirem políticas de rede, provisionarem recursos e monitorarem o desempenho da rede. As plataformas de orquestração também se integram com cloud sistemas de gerenciamento, permitindo o gerenciamento contínuo de redes virtuais em cloud ambientes.
  7. Programabilidade e automação. Aproveitamentos da virtualização de rede APIs e interfaces programáveis ​​para permitir automação e ajustes dinâmicos. As políticas e configurações de rede podem ser definidas e aplicadas de forma programática, permitindo uma resposta rápida às mudanças nas condições e nos requisitos da rede. A automação reduz a necessidade de intervenção manual, minimiza erros e acelera os tempos de implantação.
  8. Segurança e isolamento aprimorados. A virtualização de rede aumenta a segurança isolando as redes virtuais umas das outras, garantindo que o tráfego de uma rede virtual não interfira ou comprometa outra. As políticas de segurança são aplicadas no nível da rede virtual, proporcionando controle granular sobre o acesso e o fluxo de dados.

Por que a virtualização de rede é importante?

A virtualização de redes é importante por vários motivos, transformando a forma como as redes são projetadas, implantadas e gerenciadas. Aqui está uma análise aprofundada de seu significado:

  • Eficiência de recursos. A virtualização de rede abstrai e agrupa recursos de rede, permitindo um uso mais eficiente do hardware físico. Isto leva a poupanças de custos à medida que as organizações reduzem a necessidade de hardware dedicado e otimizam a infraestrutura existente.
  • Escalabilidade As redes virtuais podem ser ampliadas ou reduzidas de forma rápida e fácil para atender às demandas em constante mudança. Isto é particularmente importante em ambientes dinâmicos como data centers e cloud computação, onde os requisitos de recursos flutuam.
  • Flexbilidade e agilidade. A virtualização de rede fornece a flexcapacidade de criar, modificar e gerenciar configurações de rede por meio de software. Essa agilidade permite a rápida implantação de novos aplicativos e serviços e ajustes rápidos nas políticas e configurações de rede em resposta às necessidades em evolução.
  • Gestão simplificada. O controle e o gerenciamento centralizados de redes virtuais simplificam a complexa tarefa de administração de rede. As plataformas de virtualização de rede oferecem interfaces intuitivas e ferramentas de automação, reduzindo a carga dos administradores de rede e minimizando o potencial de erro humano.
  • Segurança melhorada. As redes virtuais podem ser isoladas umas das outras, aumentando a segurança ao impedir o acesso não autorizado e o tráfego entre diferentes segmentos. Políticas de segurança refinadas podem ser aplicadas a redes virtuais individuais, fornecendo proteção robusta contra ameaças.
  • Recuperação de desastres e continuidade de negócios. A virtualização de rede facilita a implementação de planos de recuperação de desastres e continuidade de negócios. As redes virtuais podem ser rapidamente replicadas e restauradas, garantindo um tempo de inatividade mínimo e mantendo operações críticas em caso de falha.
  • Melhor desempenho e qualidade de serviço. Ao otimizar a alocação de recursos de rede e priorizar o tráfego por meio de configurações de redes virtuais, as organizações garantem melhor desempenho e qualidade de serviço para aplicações críticas.
  • Suporte para multilocação. Em ambientes como cloud computação e data centers, a virtualização de rede suporta multilocação, permitindo que vários clientes ou unidades de negócios compartilhem a mesma infraestrutura física, mantendo a separação lógica e a privacidade.
  • Facilitação de arquiteturas de rede modernas. A virtualização de rede permite o uso de arquiteturas de rede avançadas, como redes definidas por software (SDN) e virtualização de funções de rede (NFV). Essas arquiteturas proporcionam maior programabilidade, automação e inovação no gerenciamento de redes.
  • Poupança de custos. Reduzir a dependência de hardware proprietário e permitir uma utilização mais eficiente dos recursos existentes conduz a poupanças de custos significativas. Além disso, a capacidade de adaptação rápida às mudanças sem investimentos substanciais em hardware reduz ainda mais as despesas operacionais e de capital.
  • Inovação e vantagem competitiva. A virtualização de rede permite que as organizações inovem mais rapidamente e obtenham uma vantagem competitiva no mercado, permitindo a rápida implantação e expansão de novos serviços e aplicações.

Tipos de virtualização de rede

tipos de virtualização de rede

A virtualização de rede abrange vários tipos, cada um atendendo a diferentes aspectos da funcionalidade e do gerenciamento da rede. Aqui estão os principais tipos de virtualização de rede.

LANs Virtuais (VLANs)

VLANs são um tipo fundamental de virtualização de rede que segmenta uma rede física em múltiplas redes lógicas isoladas. Cada VLAN é tratada como uma sub-rede separada, permitindo que dispositivos dentro da mesma VLAN se comuniquem como se estivessem na mesma rede física, independentemente da sua localização física. As VLANs aumentam a segurança e melhoram o gerenciamento da rede, reduzindo a transmissão domínios e segmentar o tráfego para diferentes departamentos ou grupos de usuários dentro de uma organização.

LANs Extensíveis Virtuais (VXLANs)

As VXLANs ampliam o conceito de VLANs usando tecnologia de sobreposição para criar redes virtuais maiores e escaláveis ​​em uma rede IP física. Isto é particularmente útil em grandes data centerareia cloud ambientes onde as VLANs tradicionais podem ser insuficientes devido ao seu espaço limitado de identificadores. VXLANs encapsulam Ethernet quadros dentro UDP pacotes, permitindo a criação de redes lógicas isoladas que podem abranger vários locais físicos, suportando assim amplos ambientes multilocatários.

Redes Privadas Virtuais (VPNs)

VPNs fornecer conexões seguras e criptografadas em redes públicas, como a Internet, para permitir acesso remoto a recursos de redes privadas. Ao criar um túnel virtual entre o usuário remoto e a rede privada, as VPNs garantem a privacidade e integridade dos dados, tornando-as essenciais para trabalho remoto, conectividade de filiais e comunicação segura entre locais geograficamente dispersos. As VPNs podem ser implementadas usando vários protocolos, incluindo IPsec e SSL/TLS.

Rede definida por software (SDN)

A SDN abstrai o plano de controle do plano de dados nos dispositivos de rede, permitindo o gerenciamento de rede centralizado e programável. Esse tipo de virtualização permite a configuração dinâmica, automatizada e eficiente dos recursos de rede por meio de software, melhorando a agilidade e a escalabilidade. Os controladores SDN fornecem uma visão global da rede, permitindo melhor gerenciamento de tráfego, balanceamento de carga e aplicação de políticas. Esta abordagem é particularmente benéfica em ambientes dinâmicos e de grande escala, como data centerareia redes empresariais.

Virtualização de funções de rede (NFV)

A NFV envolve a virtualização de serviços de rede, como roteamento, firewalls e balanceamento de carga, tradicionalmente executados por dispositivos de hardware dedicados. Esses serviços são implementados como software executado em padrão servers, oferecendo maior flexflexibilidade e escalabilidade. O NFV permite rápida implantação, dimensionamento e gerenciamento de funções de rede, reduzindo a dependência de hardware especializado e diminuindo os custos operacionais. Este tipo de virtualização é crucial para as tecnologias modernas, cloudprestação de serviços e telecomunicações baseadas em tecnologia.

Redes de sobreposição

As redes de sobreposição usam técnicas de encapsulamento para criar camadas de rede virtuais sobre redes físicas existentes. Tecnologias como GRE (Generic Routing Encapsulation) e MPLS (Multiprotocol Label Switching) são comumente usadas para construir essas sobreposições. As redes de sobreposição permitem a criação de redes virtuais isoladas e seguras que podem abranger vários locais físicos, facilitando topologias de rede complexas e ambientes multilocatários. Eles fornecem melhor flexflexibilidade e escalabilidade, suportando cenários de rede avançados como híbrido cloud e inter-data center Conectividade.

Benefícios e desafios da virtualização de rede

Esta seção explora os principais benefícios e desafios associados à virtualização de rede.

Benefícios

A virtualização de rede oferece inúmeras vantagens que melhoram a eficiência, flexflexibilidade e segurança das infra-estruturas de rede modernas. Esta seção descreve e explica os principais benefícios da virtualização de rede:

  • Melhor utilização de recursos. A virtualização de redes permite que múltiplas redes virtuais compartilhem a mesma infraestrutura física, otimizando o uso dos recursos da rede. Ao abstrair e agrupar recursos, as organizações maximizam a capacidade e o desempenho do hardware existente, reduzindo a necessidade de dispositivos físicos adicionais e diminuindo as despesas de capital.
  • Escalabilidade aprimorada. As redes virtuais podem ser dimensionadas de forma rápida e fácil para acomodar demandas em constante mudança. Essa escalabilidade é particularmente importante em ambientes dinâmicos como data centerareia cloud computação, onde os requisitos de recursos flutuam rapidamente. A virtualização de rede permite expansão e contração contínuas de recursos de rede sem a necessidade de reconfiguração extensiva.
  • Aumento flexbilidade e agilidade. A virtualização de rede fornece a flexcapacidade de criar, modificar e gerenciar configurações de rede por meio de software. Essa agilidade permite a rápida implantação de novos aplicativos e serviços e ajustes rápidos nas políticas e configurações de rede em resposta à evolução das necessidades dos negócios.
  • Gerenciamento de rede simplificado. O controle e o gerenciamento centralizados de redes virtuais simplificam a complexa tarefa de administração de rede. As plataformas de virtualização de rede oferecem interfaces intuitivas e ferramentas de automação, reduzindo a carga dos administradores de rede e minimizando o potencial de erro humano. O provisionamento, o monitoramento e a solução de problemas automatizados melhoram a eficiência operacional.
  • Poupança de custos. Ao reduzir a dependência de hardware proprietário e permitir uma utilização mais eficiente dos recursos existentes, a virtualização de rede conduz a poupanças de custos significativas. As organizações podem minimizar os gastos de capital em dispositivos físicos e reduzir os custos operacionais associados à manutenção e ao gerenciamento. Além disso, a capacidade de adaptação rápida às mudanças sem investimentos substanciais em hardware reduz ainda mais as despesas.
  • Maior segurança e isolamento. A virtualização de rede aumenta a segurança ao isolar as redes virtuais umas das outras, evitando acesso não autorizado e tráfego entre diferentes segmentos. Políticas de segurança refinadas podem ser aplicadas a redes virtuais individuais, fornecendo proteção robusta contra ameaças. Esse isolamento garante que dados confidenciais e aplicativos críticos permaneçam seguros.
  • Suporte para multilocação. Em ambientes como cloud computação e data centers, a virtualização de rede suporta multilocação, permitindo que vários clientes ou unidades de negócios compartilhem a mesma infraestrutura física, mantendo a separação lógica e a privacidade. Esse recurso é essencial para provedores de serviços e grandes organizações que precisam gerenciar com segurança diversos grupos de usuários.
  • Melhor desempenho e qualidade de serviço (QoS). A virtualização de rede permite a priorização do tráfego e a alocação de recursos para garantir o desempenho ideal para aplicativos críticos. Qualidade de serviço (QoS) políticas podem ser implementadas para gerenciar largura de banda, latênciae jitter, proporcionando uma experiência de usuário consistente e confiável. Isto é crucial para aplicações que exigem alto desempenho e baixa latência, como videoconferências e jogos online.

Desafios

Embora a virtualização de rede ofereça inúmeros benefícios, ela também apresenta vários desafios que as organizações devem enfrentar para implementar e gerenciar redes virtuais com sucesso. Eles incluem:

  • Complexidade na gestão. A virtualização de rede adiciona camadas de abstração e complexidade ao gerenciamento de rede. Os administradores devem ser proficientes em conceitos, ferramentas e tecnologias de redes físicas e virtuais. O aumento da complexidade pode levar a uma curva de aprendizado mais acentuada e exigir treinamento e conhecimentos adicionais para gerenciar o ambiente virtualizado de maneira eficaz.
  • Preocupações com segurança. As redes virtuais podem introduzir novas vulnerabilidades de segurança e superfícies de ataque. Garantir uma segurança robusta em um ambiente virtualizado envolve proteger máquinas virtuais, hipervisores e funções de rede virtual contra ameaças potenciais. Além disso, o tráfego de rede entre componentes virtualizados deve ser criptografado e monitorado para evitar acesso não autorizado e violação de dados.
  • Sobrecarga de desempenho. A virtualização introduz alguma sobrecarga de desempenho devido à camada adicional de abstração e compartilhamento de recursos entre diversas redes virtuais. Isto pode levar a problemas de latência e redução do desempenho da rede, especialmente se o hardware subjacente não for suficientemente poderoso ou se a rede não estiver devidamente otimizada.
  • Problemas de interoperabilidade. A integração de componentes de rede virtualizados com infraestrutura física existente e sistemas legados pode representar desafios de interoperabilidade. Diferentes fornecedores podem usar tecnologias e padrões proprietários, dificultando a obtenção de comunicação e compatibilidade contínuas entre elementos de rede virtuais e físicos.
  • Limitações de escalabilidade. Embora a virtualização de rede vise melhorar a escalabilidade, ela também pode encontrar limitações se não for planejada e implementada adequadamente. O dimensionamento de redes virtuais requer uma consideração cuidadosa da alocação de recursos, do design da rede e de possíveis gargalos que podem impedir o desempenho e a confiabilidade.
  • Solução de problemas e monitoramento. Diagnosticar e resolver problemas em uma rede virtualizada pode ser mais complexo em comparação com redes tradicionais. A natureza dinâmica e em camadas das redes virtuais torna difícil identificar a causa raiz dos problemas. Ferramentas e estratégias de monitoramento eficazes são essenciais para manter a visibilidade e garantir a resolução rápida dos problemas.
  • Bloqueio do fornecedor. Depender fortemente de tecnologias ou fornecedores de virtualização específicos pode levar ao aprisionamento do fornecedor, onde uma organização se torna dependente do ecossistema de um determinado fornecedor. Isso limita flexbilidade e aumenta os custos ao longo do tempo, uma vez que a mudança para soluções alternativas pode envolver esforços e despesas significativos.
  • Conformidade regulatória. Garantir a conformidade com os requisitos regulamentares em um ambiente de rede virtualizado pode ser complexo. As organizações devem implementar controles e medidas apropriadas para proteger dados confidenciais, manter trilhas de auditoria e cumprir regulamentações específicas do setor, o que pode ser mais desafiador em um contexto virtualizado.

Perguntas frequentes sobre virtualização de rede

Aqui estão as respostas para as perguntas mais frequentes sobre virtualização de rede.

O que é um exemplo de virtualização de rede?

Um exemplo de virtualização de rede é o uso de redes privadas virtuais (VPNs) para permitir acesso remoto seguro à rede interna de uma empresa.

Neste cenário, os funcionários que trabalham em locais remotos podem conectar-se à rede corporativa pela Internet usando uma VPN. A VPN cria um túnel seguro e criptografado entre o dispositivo do usuário remoto e a rede interna da empresa, garantindo que os dados transmitidos por esta conexão estejam protegidos contra espionagem e acesso não autorizado.

Quando um funcionário remoto deseja acessar os recursos da empresa, ele inicia uma conexão VPN usando um cliente VPN instalado em seu dispositivo. Este cliente se conecta a uma VPN server dentro da rede da empresa, autentica o usuário e estabelece o túnel criptografado. Uma vez conectado, o funcionário remoto pode acessar recursos de rede, aplicativos e dados como se estivesse fisicamente presente no escritório.

Virtualização de rede externa versus virtualização de rede interna

A virtualização de redes externas envolve a combinação de diversas redes físicas ou segmentos de rede em uma única rede virtual, geralmente abrangendo vários locais e domínios administrativos. Essa abordagem permite o gerenciamento unificado e a utilização aprimorada de recursos em ambientes distribuídos, como data centerareia cloud infra-estruturas.

A virtualização de redes internas, por outro lado, concentra-se na divisão de uma única rede física em múltiplas redes virtuais isoladas dentro de um único domínio administrativo. Essa segmentação aumenta a segurança, simplifica o gerenciamento da rede e permite uma alocação mais eficiente dos recursos da rede dentro de uma organização. Enquanto a virtualização de redes externas enfatiza a integração e a escalabilidade em redes mais amplas, a virtualização de redes internas prioriza a segmentação e o uso otimizado de recursos em um ambiente localizado.

Como escolher uma solução de virtualização de rede?

A escolha de uma solução de virtualização de rede envolve a avaliação de vários fatores para garantir que ela atenda às necessidades e objetivos específicos da sua organização. Aqui estão as principais considerações para orientar sua decisão:

  • Defina seus requisitos. Identifique os objetivos principais para implementar a virtualização de rede. Compreender seus requisitos ajudará a restringir as opções.
  • Avalie a compatibilidade. Certifique-se de que a solução seja compatível com sua infraestrutura e tecnologias de rede existentes. Isso inclui a verificação da interoperabilidade com hardware, software e protocolos de rede atuais.
  • Escalabilidade Considere a escalabilidade da solução. Deve ser capaz de crescer de acordo com as necessidades da sua organização, suportando aumento de tráfego, redes virtuais adicionais e novos aplicativos sem degradação significativa do desempenho.
  • Atuação. Avalie os recursos de desempenho da solução. Procure recursos que minimizem a latência e garantam alto rendimento. Métricas de desempenho e benchmarks podem fornecer insights sobre o desempenho da solução em seu ambiente.
  • Recursos de segurança. Examine os recursos de segurança fornecidos pela solução. Isso inclui criptografia, controle de acesso, segmentação e conformidade com padrões e regulamentações do setor. A segurança é crucial para proteger dados confidenciais e manter a integridade da rede.
  • Gestão e orquestração. Avalie as ferramentas de gerenciamento e orquestração oferecidas. A solução deve fornecer interfaces de gerenciamento centralizadas e intuitivas que simplifiquem a configuração, o monitoramento e a solução de problemas da rede. Os recursos de automação também são valiosos para reduzir a sobrecarga administrativa.
  • Suporte ao fornecedor e ecossistema. Considere a reputação, os serviços de suporte e o ecossistema do fornecedor. Um fornecedor confiável com suporte robusto é crucial para resolver problemas e garantir uma implementação tranquila. Além disso, um forte ecossistema de parceiros e integrações de terceiros aprimora os recursos da solução.
  • Custo. Analise o custo total de propriedade, incluindo taxas de licenciamento, requisitos de hardware e custos de manutenção contínua. Compare isso com os benefícios e economias de custos esperados decorrentes da melhoria da eficiência e da redução da dependência de hardware.
  • Flexflexibilidade e personalização. Procure soluções que ofereçam flexflexibilidade e pode ser personalizado para atender às suas necessidades específicas. Isto inclui suporte para vários tipos de redes virtuais, integração com outros sistemas de TI e adaptabilidade às mudanças de requisitos.
  • Avaliações de usuários e do setor. Pesquise avaliações de usuários e relatórios de analistas do setor para obter insights sobre as experiências de outras organizações com a solução. Isto pode fornecer informações valiosas sobre potenciais pontos fortes e fracos.

Anastasia
Spasojevic
Anastazija é uma redatora de conteúdo experiente, com conhecimento e paixão por cloud computação, tecnologia da informação e segurança online. No phoenixNAP, ela se concentra em responder a questões candentes sobre como garantir a robustez e a segurança dos dados para todos os participantes do cenário digital.