Qu'est-ce que la virtualisation réseau ?

11 juillet 2024

La virtualisation de réseau est une technologie qui extrait les ressources physiques du réseau en réseaux logiques et virtuels. Le processus implique la création de plusieurs réseaux virtuels indépendants sur une seule infrastructure de réseau physique, permettant une utilisation plus efficace des ressources et une amélioration flexabilité.

qu'est-ce que la virtualisation de réseau

Qu'est-ce que la virtualisation réseau ?

La virtualisation de réseau est une méthode d'abstraction de l'infrastructure de réseau physique pour créer plusieurs réseaux virtuels pouvant fonctionner indépendamment les uns des autres sur le même réseau physique. matériel. Cette abstraction permet la logique segmentation des ressources réseau, offrant une plus grande flexabilité, efficacité et évolutivité dans la gestion des fonctions réseau.

Grâce à la virtualisation du réseau, les services réseau tels que routage, de commutation, pare-feu, l'équilibrage de charge sont découplés des appareils physiques et implémentés dans le logiciel. Cela permet administrateurs réseau pour configurer et gérer les ressources réseau par programmation, souvent via des panneaux de contrôle centralisés ou des outils d'orchestration. Les réseaux virtuels peuvent être personnalisés pour répondre aux exigences spécifiques des applications ou des locataires sans qu'il soit nécessaire de modifier l'infrastructure physique sous-jacente.

Comment fonctionne la virtualisation de réseau ?

La virtualisation du réseau fonctionne en extrayant et en dissociant les services et ressources réseau du matériel physique sous-jacent, créant ainsi plusieurs réseaux virtuels indépendants pouvant fonctionner simultanément sur une infrastructure partagée. Voici une explication détaillée de son fonctionnement :

  1. Abstraction des ressources physiques. Le processus commence par l'abstraction des composants physiques du réseau, tels que les commutateurs, les routeurs et les pare-feu, dans des instances virtuelles. Cette couche d'abstraction permet à ces fonctions de réseau virtuel d'être gérées et manipulées via un logiciel plutôt qu'un matériel.
  2. Segmentation du réseau. Les réseaux virtuels sont créés en segmentant le réseau physique à l'aide de technologies telles que les VLAN (Virtual Local Area Networks), les VXLAN (Virtual Extensible LAN) ou GRE (Generic Routing Encapsulation). Ces technologies encapsulent les paquets réseau, leur permettant de traverser différents segments de réseau physique tout en maintenant l'isolation et la sécurité entre les réseaux virtuels.
  3. Découplage des plans de contrôle et de données. Dans la virtualisation du réseau, le plan de contrôle (responsable de prendre des décisions sur l'endroit où le trafic doit être envoyé) est séparé du plan de données (responsable de l'acheminement du trafic). Cette séparation est un principe fondamental de mise en réseau définie par logiciel (SDN). Le plan de contrôle est géré par un contrôleur SDN centralisé, qui fournit une vue globale du réseau et peut prendre des décisions de routage plus éclairées et plus efficaces.
  4. Virtualisation des fonctions réseau (NFV). La NFV implique la mise en œuvre de fonctions réseau, telles que des pare-feu, des équilibreurs de charge et des systèmes de détection d'intrusion, sous forme d'instances logicielles plutôt que d'appliances matérielles dédiées. Ces fonctions de réseau virtuel (VNF) s'exécutent sur des plates-formes standard. server matériel et peut être déployé, mis à l’échelle et géré de manière dynamique via un logiciel.
  5. Superposez les réseaux. Les réseaux superposés créent des topologies de réseau virtuel au-dessus de l'infrastructure physique existante. Ces réseaux superposés encapsulent les paquets d'origine dans de nouveaux paquets qui peuvent être acheminés sur le réseau physique. Des technologies comme VXLAN et NVGRE (virtualisation de réseau utilisant une encapsulation de routage générique) permettent la création de ces superpositions, qui prennent en charge des opérations à grande échelle, environnements multi-locataires.
  6. Orchestration et gestion. Les outils d'orchestration et de gestion centralisés automatisent le déploiement, la configuration et la mise à l'échelle des réseaux virtuels. Ces outils fournissent une interface conviviale permettant aux administrateurs réseau de définir des politiques réseau, de provisionner des ressources et de surveiller les performances du réseau. Les plates-formes d'orchestration s'intègrent également à cloud systèmes de gestion, permettant une gestion transparente des réseaux virtuels dans cloud environnements.
  7. Programmabilité et automatisation. Les leviers de la virtualisation du réseau Apis et des interfaces programmables pour permettre l'automatisation et les ajustements dynamiques. Les politiques et configurations réseau peuvent être définies et appliquées par programme, permettant une réponse rapide aux conditions et exigences changeantes du réseau. L'automatisation réduit le besoin d'intervention manuelle, minimise les erreurs et accélère les temps de déploiement.
  8. Sécurité et isolement améliorés. La virtualisation du réseau améliore la sécurité en isolant les réseaux virtuels les uns des autres, garantissant ainsi que le trafic d'un réseau virtuel n'interfère pas avec un autre ou n'en compromet pas un autre. Les politiques de sécurité sont appliquées au niveau du réseau virtuel, offrant un contrôle granulaire sur l'accès et le flux de données.

Pourquoi la virtualisation du réseau est-elle importante ?

La virtualisation des réseaux est importante pour plusieurs raisons, car elle transforme la façon dont les réseaux sont conçus, déployés et gérés. Voici un aperçu approfondi de sa signification :

  • Efficacité des ressources. La virtualisation du réseau résume et regroupe les ressources réseau, permettant une utilisation plus efficace du matériel physique. Cela entraîne des économies de coûts à mesure que les organisations réduisent le besoin de matériel dédié et optimisent l’infrastructure existante.
  • Évolutivité Les réseaux virtuels peuvent être rapidement et facilement étendus ou réduits pour répondre à l’évolution des demandes. Ceci est particulièrement important dans les environnements dynamiques tels que data centers et cloud informatique, où les besoins en ressources fluctuent.
  • Flexabilité et agilité. La virtualisation du réseau fournit le flexpossibilité de créer, modifier et gérer des configurations réseau via un logiciel. Cette agilité permet un déploiement rapide de nouvelles applications et services et des ajustements rapides des politiques et configurations du réseau en réponse à l'évolution des besoins.
  • Simplifiez votre gestion. Le contrôle et la gestion centralisés des réseaux virtuels simplifient la tâche complexe d'administration du réseau. Les plates-formes de virtualisation de réseau offrent des interfaces intuitives et des outils d'automatisation, réduisant ainsi la charge des administrateurs réseau et minimisant le risque d'erreur humaine.
  • Sécurité renforcée. Les réseaux virtuels peuvent être isolés les uns des autres, améliorant ainsi la sécurité en empêchant tout accès non autorisé et tout trafic entre différents segments. Des politiques de sécurité précises peuvent être appliquées à des réseaux virtuels individuels, offrant ainsi une protection robuste contre les menaces.
  • Reprise après sinistre et continuité des activités. La virtualisation du réseau facilite la mise en œuvre des plans de reprise après sinistre et de continuité des activités. Les réseaux virtuels peuvent être rapidement répliqués et restaurés, garantissant ainsi un temps d'arrêt minimal et maintenant les opérations critiques en cas de panne.
  • Performance et qualité de service améliorées. En optimisant l'allocation des ressources réseau et en hiérarchisant le trafic via des configurations de réseau virtuel, les organisations garantissent de meilleures performances et une meilleure qualité de service pour les applications critiques.
  • Prise en charge de la multilocation. Dans des environnements comme cloud informatique et data centers, la virtualisation du réseau prend en charge la multilocation, permettant à plusieurs clients ou unités commerciales de partager la même infrastructure physique tout en préservant la séparation logique et la confidentialité.
  • Facilitation des architectures de réseaux modernes. La virtualisation du réseau permet d'utiliser des architectures de réseau avancées telles que les réseaux définis par logiciel (SDN) et virtualisation des fonctions réseau (NFV). Ces architectures offrent une plus grande programmabilité, automatisation et innovation dans la gestion du réseau.
  • Économies de coûts. Réduire la dépendance à l'égard du matériel propriétaire et permettre une utilisation plus efficace des ressources existantes entraînent des économies significatives. De plus, la capacité de s'adapter rapidement aux changements sans investissements matériels substantiels réduit encore davantage les dépenses d'investissement et d'exploitation.
  • Innovation et avantage concurrentiel. La virtualisation des réseaux permet aux organisations d'innover plus rapidement et d'acquérir un avantage concurrentiel sur le marché en permettant un déploiement et une mise à l'échelle rapides de nouveaux services et applications.

Types de virtualisation de réseau

types de virtualisation de réseau

La virtualisation du réseau englobe différents types, chacun répondant à différents aspects de la fonctionnalité et de la gestion du réseau. Voici les principaux types de virtualisation de réseau.

LAN virtuels (VLAN)

Les VLAN constituent un type fondamental de virtualisation de réseau qui segmente un réseau physique en plusieurs réseaux logiques isolés. Chaque VLAN est traité comme un sous-réseau distinct, permettant aux appareils du même VLAN de communiquer comme s'ils se trouvaient sur le même réseau physique, quel que soit leur emplacement physique. Les VLAN renforcent la sécurité et améliorent la gestion du réseau en réduisant la diffusion domaines et segmenter le trafic pour différents départements ou groupes d'utilisateurs au sein d'une organisation.

LAN virtuels extensibles (VXLAN)

Les VXLAN étendent le concept des VLAN en utilisant une technologie de superposition pour créer des réseaux virtuels plus grands et évolutifs sur un réseau IP physique. Ceci est particulièrement utile dans les grands data centers et cloud environnements dans lesquels les VLAN traditionnels peuvent s'avérer insuffisants en raison de leur espace d'identification limité. Les VXLAN encapsulent Ethernet cadres à l'intérieur UDP paquets, permettant la création de réseaux logiques isolés pouvant s'étendre sur plusieurs emplacements physiques, prenant ainsi en charge des environnements multi-locataires étendus.

Réseaux privés virtuels (VPN)

VPN fournir des connexions sécurisées et cryptées sur des réseaux publics, tels qu'Internet, pour permettre l'accès à distance aux ressources du réseau privé. En créant un tunnel virtuel entre l'utilisateur distant et le réseau privé, les VPN garantissent la confidentialité et l'intégrité des données, ce qui les rend essentiels pour le travail à distance, la connectivité des succursales et la communication sécurisée entre des sites géographiquement dispersés. Les VPN peuvent être mis en œuvre à l'aide de divers protocoles, notamment IPsec et SSL/TLS.

Réseau défini par logiciel (SDN)

SDN extrait le plan de contrôle du plan de données dans les périphériques réseau, permettant une gestion de réseau centralisée et programmable. Ce type de virtualisation permet une configuration dynamique, automatisée et efficace des ressources réseau via un logiciel, améliorant ainsi l'agilité et l'évolutivité. Les contrôleurs SDN offrent une vue globale du réseau, permettant une meilleure gestion du trafic, un équilibrage de charge et une meilleure application des politiques. Cette approche est particulièrement bénéfique dans les environnements dynamiques à grande échelle comme data centers et réseaux d'entreprise.

Virtualisation des fonctions réseau (NFV)

NFV implique la virtualisation de services réseau tels que le routage, les pare-feu et l'équilibrage de charge, traditionnellement effectués par des appliances matérielles dédiées. Ces services sont implémentés sous forme de logiciels fonctionnant sur standard servers, offrant une plus grande flexabilité et évolutivité. NFV permet un déploiement, une mise à l'échelle et une gestion rapides des fonctions réseau, réduisant ainsi la dépendance à l'égard de matériel spécialisé et réduisant les coûts opérationnels. Ce type de virtualisation est crucial pour les systèmes modernes, cloudprestation de services intersectorielle et télécommunications.

Réseaux de superposition

Les réseaux superposés utilisent des techniques d'encapsulation pour créer des couches de réseau virtuel au-dessus des réseaux physiques existants. Des technologies telles que GRE (Generic Routing Encapsulation) et MPLS (Multiprotocol Label Switching) sont couramment utilisées pour créer ces superpositions. Les réseaux superposés permettent la création de réseaux virtuels isolés et sécurisés pouvant s'étendre sur plusieurs emplacements physiques, facilitant ainsi les topologies de réseau complexes et les environnements multi-locataires. Ils offrent une amélioration flexabilité et évolutivité, prenant en charge des scénarios de mise en réseau avancés tels que roues hybrides cloud et inter-data center Connectivité.

Avantages et défis de la virtualisation de réseau

Cette section explore les principaux avantages et défis associés à la virtualisation du réseau.

Avantages

La virtualisation du réseau offre de nombreux avantages qui améliorent l'efficacité, flexla fiabilité et la sécurité des infrastructures réseaux modernes. Cette section décrit et explique les principaux avantages de la virtualisation du réseau :

  • Utilisation améliorée des ressources. La virtualisation de réseau permet à plusieurs réseaux virtuels de partager la même infrastructure physique, optimisant ainsi l'utilisation des ressources réseau. En extrayant et en regroupant les ressources, les organisations maximisent la capacité et les performances de leur matériel existant, réduisant ainsi le besoin de périphériques physiques supplémentaires et réduisant les dépenses d'investissement.
  • Évolutivité améliorée. Les réseaux virtuels peuvent être rapidement et facilement mis à l’échelle pour s’adapter à l’évolution des demandes. Cette évolutivité est particulièrement importante dans les environnements dynamiques tels que data centers et cloud informatique, où les besoins en ressources fluctuent rapidement. La virtualisation du réseau permet une expansion et une contraction transparentes des ressources réseau sans avoir besoin d'une reconfiguration approfondie.
  • Etendez la sécurité flexabilité et agilité. La virtualisation du réseau fournit le flexpossibilité de créer, modifier et gérer des configurations réseau via un logiciel. Cette agilité permet un déploiement rapide de nouvelles applications et services et des ajustements rapides des politiques et configurations réseau en réponse à l'évolution des besoins de l'entreprise.
  • Gestion de réseau simplifiée. Le contrôle et la gestion centralisés des réseaux virtuels simplifient la tâche complexe d'administration du réseau. Les plates-formes de virtualisation de réseau offrent des interfaces intuitives et des outils d'automatisation, réduisant ainsi la charge des administrateurs réseau et minimisant le risque d'erreur humaine. Le provisionnement, la surveillance et le dépannage automatisés améliorent l’efficacité opérationnelle.
  • Les économies de coûts. En réduisant la dépendance à l'égard du matériel propriétaire et en permettant une utilisation plus efficace des ressources existantes, la virtualisation du réseau entraîne des économies significatives. Les organisations peuvent minimiser les dépenses en capital sur les appareils physiques et réduire les coûts opérationnels associés à la maintenance et à la gestion. De plus, la capacité de s’adapter rapidement aux changements sans investissements matériels substantiels réduit encore les dépenses.
  • Sécurité et isolement améliorés. La virtualisation du réseau améliore la sécurité en isolant les réseaux virtuels les uns des autres, empêchant ainsi tout accès non autorisé et tout trafic entre différents segments. Des politiques de sécurité précises peuvent être appliquées à des réseaux virtuels individuels, offrant ainsi une protection robuste contre les menaces. Cette isolation garantit que les données sensibles et les applications critiques restent sécurisées.
  • Prise en charge de la multilocation. Dans des environnements comme cloud informatique et data centers, la virtualisation du réseau prend en charge la multilocation, permettant à plusieurs clients ou unités commerciales de partager la même infrastructure physique tout en préservant la séparation logique et la confidentialité. Cette fonctionnalité est essentielle pour les fournisseurs de services et les grandes organisations qui doivent gérer en toute sécurité divers groupes d'utilisateurs.
  • Meilleures performances et qualité de service (QoS). La virtualisation du réseau permet de prioriser le trafic et d'allouer des ressources pour garantir des performances optimales pour les applications critiques. Qualité de service (QoS) des politiques peuvent être mises en œuvre pour gérer bande passante, latenceet la gigue, offrant une expérience utilisateur cohérente et fiable. Ceci est crucial pour les applications qui nécessitent des performances élevées et une faible latence, telles que les vidéoconférences et les jeux en ligne.

Défis

Si la virtualisation des réseaux offre de nombreux avantages, elle présente également plusieurs défis que les organisations doivent relever pour mettre en œuvre et gérer avec succès les réseaux virtuels. Ils comprennent:

  • Complexité dans la gestion. La virtualisation du réseau ajoute des couches d'abstraction et de complexité à la gestion du réseau. Les administrateurs doivent maîtriser les concepts, outils et technologies de réseau physique et virtuel. Une complexité accrue peut entraîner une courbe d’apprentissage plus abrupte et nécessiter une formation et une expertise supplémentaires pour gérer efficacement l’environnement virtualisé.
  • Problèmes de sécurité. Les réseaux virtuels peuvent introduire de nouvelles failles de sécurité et surface d'attaque. Assurer une sécurité robuste dans un environnement virtualisé implique de protéger les machines virtuelles, les hyperviseurs et les fonctions de réseau virtuel contre les menaces potentielles. De plus, le trafic réseau entre les composants virtualisés doit être chiffré et surveillé pour empêcher tout accès non autorisé et les violations de données.
  • Surcharge de performances. La virtualisation introduit une certaine surcharge de performances en raison de la couche supplémentaire d'abstraction et du partage de ressources entre plusieurs réseaux virtuels. Cela peut entraîner des problèmes de latence et une réduction des performances du réseau, en particulier si le matériel sous-jacent n'est pas suffisamment puissant ou si le réseau n'est pas correctement optimisé.
  • Problèmes d'interopérabilité. L'intégration de composants de réseau virtualisés avec l'infrastructure physique existante et les systèmes existants peut poser des problèmes d'interopérabilité. Différents fournisseurs peuvent utiliser des technologies et des normes propriétaires, ce qui rend difficile une communication et une compatibilité transparentes entre les éléments de réseau virtuels et physiques.
  • Limites d'évolutivité. Même si la virtualisation des réseaux vise à améliorer l’évolutivité, elle peut également rencontrer des limites si elle n’est pas correctement planifiée et mise en œuvre. La mise à l'échelle des réseaux virtuels nécessite un examen attentif de l'allocation des ressources, de la conception du réseau et des goulots d'étranglement potentiels susceptibles d'entraver les performances et la fiabilité.
  • Dépannage et surveillance. Le diagnostic et la résolution des problèmes dans un réseau virtualisé peuvent être plus complexes que dans les réseaux traditionnels. La nature dynamique et multicouche des réseaux virtuels rend difficile l’identification de la cause profonde des problèmes. Des outils et des stratégies de surveillance efficaces sont essentiels pour maintenir la visibilité et garantir une résolution rapide des problèmes.
  • Verrouillage fournisseur. S'appuyer fortement sur des technologies ou des fournisseurs de virtualisation spécifiques peut conduire à une dépendance vis-à-vis d'un fournisseur particulier, dans laquelle une organisation devient dépendante de l'écosystème d'un fournisseur particulier. Cela limite flexabilité et augmente les coûts au fil du temps, car le passage à des solutions alternatives peut impliquer des efforts et des dépenses importants.
  • La conformité réglementaire. Garantir la conformité aux exigences réglementaires dans un environnement réseau virtualisé peut s’avérer complexe. Les organisations doivent mettre en œuvre des contrôles et des mesures appropriés pour protéger les données sensibles, conserver des pistes d'audit et se conformer aux réglementations spécifiques au secteur, ce qui peut s'avérer plus difficile dans un contexte virtualisé.

FAQ sur la virtualisation de réseau

Voici les réponses aux questions les plus fréquemment posées sur la virtualisation des réseaux.

Qu'est-ce qu'un exemple de virtualisation de réseau ?

Un exemple de virtualisation de réseau est l'utilisation de réseaux privés virtuels (VPN) pour permettre un accès à distance sécurisé au réseau interne d'une entreprise.

Dans ce scénario, les employés travaillant à distance peuvent se connecter au réseau de l'entreprise via Internet à l'aide d'un VPN. Le VPN crée un tunnel sécurisé et crypté entre l'appareil de l'utilisateur distant et le réseau interne de l'entreprise, garantissant que les données transmises via cette connexion sont protégées contre les écoutes clandestines et les accès non autorisés.

Lorsqu'un employé distant souhaite accéder aux ressources de l'entreprise, il initie une connexion VPN à l'aide d'un client VPN installé sur son appareil. Ce client se connecte à un VPN server au sein du réseau de l'entreprise, authentifie l'utilisateur, et établit le tunnel chiffré. Une fois connecté, l'employé distant peut accéder aux ressources, applications et données du réseau comme s'il était physiquement présent au bureau.

Virtualisation de réseau externe vs virtualisation de réseau interne

La virtualisation de réseau externe implique la combinaison de plusieurs réseaux physiques ou segments de réseau en un seul réseau virtuel, s'étendant souvent sur plusieurs emplacements et domaines administratifs. Cette approche permet une gestion unifiée et une meilleure utilisation des ressources dans les environnements distribués, tels que data centers et cloud infrastructures.

La virtualisation des réseaux internes, quant à elle, se concentre sur la division d'un seul réseau physique en plusieurs réseaux virtuels isolés au sein d'un seul domaine administratif. Cette segmentation améliore la sécurité, simplifie la gestion du réseau et permet une allocation plus efficace des ressources réseau au sein d'une organisation. Alors que la virtualisation des réseaux externes met l'accent sur l'intégration et l'évolutivité sur des réseaux plus larges, la virtualisation des réseaux internes donne la priorité à la segmentation et à l'utilisation optimisée des ressources dans un environnement localisé.

Comment choisir une solution de virtualisation réseau ?

Le choix d'une solution de virtualisation de réseau implique d'évaluer divers facteurs pour garantir qu'elle répond aux besoins et objectifs spécifiques de votre organisation. Voici les considérations clés pour guider votre décision :

  • Définissez vos besoins. Identifiez les principaux objectifs de la mise en œuvre de la virtualisation du réseau. Comprendre vos besoins vous aidera à affiner les options.
  • Évaluer la compatibilité. Assurez-vous que la solution est compatible avec votre infrastructure et vos technologies réseau existantes. Cela inclut la vérification de l'interopérabilité avec le matériel, les logiciels et les protocoles réseau actuels.
  • Évolutivité Tenez compte de l’évolutivité de la solution. Il doit pouvoir évoluer avec les besoins de votre organisation, en prenant en charge un trafic accru, des réseaux virtuels supplémentaires et de nouvelles applications sans dégradation significative des performances.
  • Performance. Évaluez les capacités de performance de la solution. Recherchez des fonctionnalités qui minimisent la latence et garantissent un débit élevé. Les mesures de performances et les références peuvent fournir des informations sur les performances de la solution dans votre environnement.
  • Fonctions de sécurité. Examinez les fonctionnalités de sécurité fournies par la solution. Cela inclut le chiffrement, le contrôle d’accès, la segmentation et la conformité aux normes et réglementations du secteur. La sécurité est cruciale pour protéger les données sensibles et maintenir l’intégrité du réseau.
  • Gestion et orchestration. Évaluer les outils de gestion et d’orchestration proposés. La solution doit fournir des interfaces de gestion intuitives et centralisées qui simplifient la configuration, la surveillance et le dépannage du réseau. Les capacités d’automatisation sont également utiles pour réduire les frais administratifs.
  • Support et écosystème des fournisseurs. Tenez compte de la réputation du fournisseur, des services d'assistance et de l'écosystème. Un fournisseur fiable bénéficiant d’un support solide est essentiel pour résoudre les problèmes et garantir une mise en œuvre fluide. De plus, un solide écosystème de partenaires et d'intégrations tierces améliore les capacités de la solution.
  • Prix. Analysez le coût total de possession, y compris les frais de licence, les exigences matérielles et les coûts de maintenance continus. Comparez cela avec les avantages et les économies attendus grâce à une efficacité améliorée et à une dépendance réduite au matériel.
  • Flexabilité et personnalisation. Recherchez des solutions qui offrent flexabilité et peut être personnalisé pour répondre à vos besoins spécifiques. Cela inclut la prise en charge de divers types de réseaux virtuels, l'intégration avec d'autres systèmes informatiques et l'adaptabilité aux exigences changeantes.
  • Avis des utilisateurs et de l'industrie. Recherchez les avis des utilisateurs et les rapports des analystes du secteur pour obtenir un aperçu des expériences d'autres organisations avec la solution. Cela peut fournir des informations précieuses sur les forces et les faiblesses potentielles.

Anastasie
Spasojevic
Anastazija est une rédactrice de contenu expérimentée avec des connaissances et une passion pour cloud l'informatique, les technologies de l'information et la sécurité en ligne. À phoenixNAP, elle se concentre sur la réponse à des questions brûlantes concernant la garantie de la robustesse et de la sécurité des données pour tous les acteurs du paysage numérique.