博主一直相信一件事情：任何互聯(lián)網(wǎng)底層的創(chuàng)新都是自頂向下的。SDN的興起不是因?yàn)镸artin Casado腦洞大開(kāi)才主張要控制和轉(zhuǎn)發(fā)平面分離。而是因?yàn)槟承﹣?lái)自于互聯(lián)網(wǎng)頂層的應(yīng)用需要對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行集中控制，集中控制最好的方式正好是控制和轉(zhuǎn)發(fā)平面分離。在這篇文章里，博主會(huì)列舉那些在傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中不太容易實(shí)現(xiàn)的剛性需求。在日后的文章中，博主會(huì)展開(kāi)分析SDN是如何滿足這些剛性需求的。歡迎大家百家爭(zhēng)鳴，查漏補(bǔ)缺。
剛性需求一：省錢!省錢!省錢!
傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)銷大概分為兩部分：購(gòu)買成本和運(yùn)營(yíng)成本。購(gòu)買成本 = 設(shè)備本身 + 售后服務(wù)。那些知名大廠的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和售后服務(wù)都是明碼標(biāo)價(jià)的。問(wèn)題是，我們買了設(shè)備，為啥還要售后服務(wù)呢?原因就在于傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備比較復(fù)雜，特別是它上面的軟件協(xié)議棧。遇到問(wèn)題怎么辦?售后服務(wù)來(lái)解決。比較具有諷刺意味的是：售后服務(wù)的價(jià)格竟往往比設(shè)備本身昂貴很多，這讓博主頗為不解。如果不購(gòu)買售后服務(wù)，那設(shè)備本身的價(jià)格又如何呢?單純的硬件已經(jīng)是白菜價(jià)了，值錢的是硬件上面的軟件協(xié)議棧。分解到這里，我們已經(jīng)看出了問(wèn)題：因?yàn)檫@個(gè)龐雜的軟件協(xié)議棧，我們花了更多的錢買硬件設(shè)備，也因?yàn)檫@個(gè)龐雜的協(xié)議棧，我們甚至需要花更多的錢買所謂的售后服務(wù)。對(duì)于運(yùn)營(yíng)商，這個(gè)軟件協(xié)議棧也許還有存在的意義，拓?fù)涠嘧儯従雨P(guān)系復(fù)雜，需要一些復(fù)雜的分布式協(xié)議撐撐門(mén)面。但對(duì)于數(shù)據(jù)中心，這個(gè)協(xié)議棧則變得非常雞肋。最簡(jiǎn)單的，規(guī)劃一下vlan，跑二層。稍微復(fù)雜一些的，在leaf和spine之間跑路由協(xié)議+ECMP。配置都有模版，變變參數(shù)就好了。如此簡(jiǎn)單的要求，根本不需要那個(gè)龐雜的協(xié)議棧，我們?yōu)槭裁催€花那份冤枉錢呢?
再來(lái)說(shuō)說(shuō)運(yùn)營(yíng)傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的成本。最大的開(kāi)銷莫過(guò)于雇傭運(yùn)維團(tuán)隊(duì)了。在大企業(yè)的IT部門(mén)中，曾經(jīng)有一項(xiàng)很重要的衡量企業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施自動(dòng)化程度的參數(shù)叫做“管理員/每千臺(tái)服務(wù)器”。博主相信只要在傳統(tǒng)交換機(jī)上做過(guò)運(yùn)維的朋友都會(huì)承認(rèn)，管理一張傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)是件非常麻煩的事情：任何來(lái)自上層應(yīng)用的需求都需要曠日持久的重新配置vlan，IP地址，路由協(xié)議和ACL，任何網(wǎng)絡(luò)故障都需要管理員登錄每一臺(tái)交換機(jī)檢查配置和各種show，還得每天盯著各種監(jiān)控系統(tǒng)查帶寬，看延時(shí)。這是一個(gè)技術(shù)活，不然CCIE們的身價(jià)也不會(huì)那么高。于是，網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營(yíng)成本因?yàn)樗膹?fù)雜而變得昂貴。
另外還有一些SDN和傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)都無(wú)法繞開(kāi)的成本，比如電費(fèi)之類的，博主就在此略過(guò)了。拆分完了傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)銷，我們看看在理想情況下，SDN是如何幫助客戶省錢的：交換機(jī)仍然需要，但是交換機(jī)上面的協(xié)議棧不需要了。從前是n臺(tái)交換機(jī)n個(gè)協(xié)議棧，而現(xiàn)在是n臺(tái)交換機(jī)1個(gè)控制器。售后服務(wù)，仍然需要。新技術(shù)嘛，總得有人教一教。運(yùn)帷團(tuán)隊(duì)在SDN的世界里可能會(huì)大幅縮水，因?yàn)橹挥幸粋€(gè)控制器，不需要太多的管理員。看來(lái)在理論上，SDN確實(shí)能省錢，而且省的都是協(xié)議棧和運(yùn)維這樣的大頭。
博主目前還沒(méi)有看到那些聲稱已經(jīng)部署SDN的企業(yè)公開(kāi)他們具體省了多少錢。我猜有些企業(yè)可能會(huì)叫苦：部署SDN之后，我們花了更多的錢!博主把可能的原因歸結(jié)為1)不純粹的SDN方案以及2)新增的研發(fā)成本，在以后的文章中會(huì)詳細(xì)分析。
剛性需求二：多租戶和彈性計(jì)算(multi-tenancy &elastic computing)
自從多租戶與彈性計(jì)算的概念被Amazon EC2實(shí)現(xiàn)之后，不管是公有云還是私有云都紛紛希望效仿，使之成為了一個(gè)剛性需求。不過(guò)，這個(gè)需求可難為了傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。難點(diǎn)有二，首先是如何實(shí)現(xiàn)多租戶之間的隔離。在傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)中，二層的vlan以及三層的子網(wǎng)是最常見(jiàn)的租戶隔離方式。每加入一個(gè)新的租戶，網(wǎng)絡(luò)管理員都要手動(dòng)為其分配vlan，分配IP地址。在傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)中，這個(gè)過(guò)程往往以天為單位。EC2出現(xiàn)之后，人們已經(jīng)習(xí)慣了分分鐘之內(nèi)搞定機(jī)器，搞定網(wǎng)絡(luò)。無(wú)奈不是家家都是Amazon，這種平臺(tái)可不是隨隨便便就能夠搭建起來(lái)的。
第二個(gè)難點(diǎn)來(lái)自于彈性計(jì)算，也就是每個(gè)租戶可以根據(jù)負(fù)載的情況隨時(shí)申請(qǐng)，注銷和移動(dòng)虛擬機(jī)。這一剛性需求成就了VMWare的一系列產(chǎn)品，以及以O(shè)penStack和CloudStack為代表的orchestration系統(tǒng)。但是這些系統(tǒng)都僅僅在管理服務(wù)器，物理網(wǎng)絡(luò)與它們無(wú)關(guān)。當(dāng)一臺(tái)虛擬機(jī)從一臺(tái)主機(jī)遷移到另外一臺(tái)主機(jī)的時(shí)候，物理網(wǎng)絡(luò)有時(shí)候必須做出相應(yīng)得調(diào)整(比如重新配置vlan)才能實(shí)現(xiàn)虛擬機(jī)的無(wú)縫遷移。
沒(méi)有任何人會(huì)選擇以手動(dòng)登錄每一臺(tái)交換機(jī)的方式來(lái)完成以上的配置修改。集中控制網(wǎng)絡(luò)設(shè)備成為了唯一的選擇。SDN也正是在這個(gè)剛性需求的推動(dòng)之下，開(kāi)始全速進(jìn)入人們的視野的。
剛性需求三：應(yīng)用的多級(jí)部署和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)鏈 (multi-tier application &service chaining)
我把這個(gè)剛需稱作壓死傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)這只駱駝的最后一根稻草。如今的在線服務(wù)已經(jīng)變得非常復(fù)雜了，那種一臺(tái)web服務(wù)器加一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的架構(gòu)也許只能在demo階段見(jiàn)到了。一個(gè)更現(xiàn)實(shí)一些的架構(gòu)也許是這個(gè)樣子：最前端是防火墻，之后負(fù)載均衡把流量分派到多個(gè)web服務(wù)器，多個(gè)application服務(wù)器處理復(fù)雜的業(yè)務(wù)邏輯，多臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器負(fù)責(zé)查詢和插入記錄并且彼此備份，在web服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)之間又有ACL拒絕二者直接通信。這僅僅是整個(gè)業(yè)務(wù)鏈條的一半，返回的網(wǎng)絡(luò)流量可能會(huì)經(jīng)歷另外一個(gè)完全不同的業(yè)務(wù)鏈條。用傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)以上這個(gè)業(yè)務(wù)鏈條簡(jiǎn)直是一場(chǎng)災(zāi)難。業(yè)務(wù)鏈條每增加一環(huán)，服務(wù)器每增加一臺(tái)或者訪問(wèn)控制每增加一項(xiàng)，就意味著網(wǎng)絡(luò)管理員要非常非常小心的根據(jù)各個(gè)服務(wù)器所處的網(wǎng)絡(luò)位置來(lái)配置相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。業(yè)務(wù)邏輯復(fù)雜到這個(gè)程度，傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的管理方式已經(jīng)完全不能適應(yīng)了。而SDN與NFV(網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化)對(duì)于解決這樣的問(wèn)題具有很多先天的優(yōu)勢(shì)，博主會(huì)在以后的文章中詳細(xì)討論。
到此，三個(gè)加速傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)顛覆的剛性需求總結(jié)完了。值得注意的是，這三個(gè)剛需直到移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)如火如荼的今天才開(kāi)始顯得那么迫切。博主還是想強(qiáng)調(diào)：SDN的出現(xiàn)完完全全是因?yàn)樯蠈討?yīng)用的需求，是一個(gè)自頂向下的過(guò)程。這篇文章略去了不少其他的剛性需求，比如安全，快速路由恢復(fù)，實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控等等。不是因?yàn)樗鼈儾恢匾且驗(yàn)樗鼈儾⒉皇谴偈筍DN發(fā)展的直接原因。
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