一提到數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡,很多人腦海里立馬會顯示出各種設備操作命令。與Linux系統(tǒng)類似,網(wǎng)絡設備的交互方式也是命令行,通過向網(wǎng)絡設備輸入各種設備識別的命令,達到運維和部署網(wǎng)絡的目的。數(shù)據(jù)中心進入了新一代的網(wǎng)絡世界,這些傳統(tǒng)的網(wǎng)絡設備操作方式也要隨之改變,網(wǎng)絡的可編程時代到來了。可編程是將網(wǎng)絡設備配置平面從嵌入式節(jié)點獨立出來到軟件平臺,由軟件驅(qū)動的中央控制節(jié)點自動化控制網(wǎng)絡架構,它以開放軟件的模式替代傳統(tǒng)基于嵌入、不夠靈活的控制平面,其中SDN技術是可編程方面的具體體現(xiàn)。
說到SDN,它并不能代表可編程網(wǎng)絡的全部,但的確是可編程網(wǎng)絡的重要組成部分。SDN并不是一種具體技術,它是一種網(wǎng)絡設計理念,規(guī)劃了網(wǎng)絡的軟件、硬件、轉(zhuǎn)發(fā)面和控制面及相互之間的互動關系,重新定位了網(wǎng)絡體系架構,將網(wǎng)絡分為:轉(zhuǎn)發(fā)層、控制層、業(yè)務編排層和應用層。我們常說的SDN控制器,就是指的控制層軟件,通過Openflow向轉(zhuǎn)發(fā)層下發(fā)流表,以此來指導流量的轉(zhuǎn)發(fā)行為。控制器就是整個網(wǎng)絡運轉(zhuǎn)的大腦,通過大腦控制著整個網(wǎng)絡。顯然,SDN中還有更高級的業(yè)務編排和應用層,這些部分可以直接對控制器進行可編程設計,實現(xiàn)對網(wǎng)絡控制,也可以跨過控制器,直接對轉(zhuǎn)發(fā)層設備進行可編程,使用轉(zhuǎn)發(fā)層設備識別的編程語言進行操作和設計,這樣不僅實現(xiàn)網(wǎng)絡流量轉(zhuǎn)發(fā)控制,還實現(xiàn)了運維、管理和排障的可編程自動化管理。其實,SDN控制器將轉(zhuǎn)發(fā)流表下發(fā)到硬件網(wǎng)絡設備上,工作就已完成了大半,更多的可編程工作還是要交給業(yè)務編排和應用層。所以,在很多的云網(wǎng)絡中,除了SDN控制器之外,還會有可編程的運維、管理和排障軟件,這些軟件有各種各樣豐富的軟件編程接口,比如:RESTful、SOAP、C、Java、XML。這些編程語言當然還不能直接控制轉(zhuǎn)發(fā)層設備,要通過業(yè)務編排轉(zhuǎn)換成為轉(zhuǎn)發(fā)層設備可識別的語言,向轉(zhuǎn)發(fā)層設備下發(fā)就可以了。比如:VCC、CLI、TCL、Python、Netconf等等,設備接受的基本都是這些腳本語言,這些語言執(zhí)行效率高,基本可以和匯編語言媲美了。這些腳本語言按照設備識別的格式,將要執(zhí)行的信息結合到腳本當中,實現(xiàn)對網(wǎng)絡設備的控制。比如:配置下發(fā)、業(yè)務部署、故障診斷和日常網(wǎng)絡監(jiān)控等等都可以通過這些腳本語言實現(xiàn),這些才是可編程網(wǎng)絡的關鍵部分。
可編程網(wǎng)絡除了SDN,還有網(wǎng)絡虛擬化NV、網(wǎng)絡功能虛擬化NFV。NV是在現(xiàn)有網(wǎng)絡中建立隧道來連接兩個域,運維的人員不必再在物理連接每一個新的域,尤其是對于創(chuàng)建虛擬機。這樣運維的人員不用更改已經(jīng)部署好的網(wǎng)絡,在現(xiàn)有的網(wǎng)絡架構之上進行更改。NV運行在高性能X86平臺上,在不改變網(wǎng)絡配置的基礎上,實現(xiàn)虛擬機遷移,NV適用于任何在使用虛擬機技術的組織。NFV是虛擬化第四到七層功能,使用最佳實踐作為不同網(wǎng)絡元素的基礎策略和配置。NFV也運行在高性能的x86平臺上,其目的是允許人們?yōu)樘摂M機或流量創(chuàng)建服務配置文件,并在網(wǎng)絡上構建抽象,然后在那個特定的邏輯環(huán)境搭建虛擬服務。NFV跟SDN最明顯的區(qū)別是:NFV處理的是4-7,SDN處理的是網(wǎng)絡模型中的2-3層,SDN優(yōu)化網(wǎng)絡基礎設施架構,比如以太網(wǎng)交換機,路由器和無線網(wǎng)絡等,NFV則主要是優(yōu)化網(wǎng)絡的功能,比如負載均衡,防火墻,WAN網(wǎng)優(yōu)化控制器等。
其實,往前追溯幾十年,在網(wǎng)絡誕生之初就有可編程網(wǎng)絡概念了,通過SNMP網(wǎng)管協(xié)議實現(xiàn)對網(wǎng)絡設備的管理和監(jiān)控,通過WEB實現(xiàn)對網(wǎng)絡設備的可視化操作,這些都是網(wǎng)絡可編程的體現(xiàn),再往后還可以通過簡單的腳本語言實現(xiàn)較為復雜的網(wǎng)絡行為,通過可編程技術替代一部分人工作。不過,這幾十年可編程網(wǎng)絡并未得到人們足夠的重視,直到最近幾年,可編程網(wǎng)絡才真正火了,這是因為人們將可編程技術運用到了網(wǎng)絡轉(zhuǎn)發(fā)層面,這個幾十年不曾被人改變的封閉領域。從此,可編程技術在網(wǎng)絡里的應用一發(fā)不可收拾,在網(wǎng)絡技術的各個方面都有滲透和實踐應用??删幊碳夹g在網(wǎng)絡領域終于生根發(fā)芽,迎來了飛速的發(fā)展時期。如今的數(shù)據(jù)中心已經(jīng)開始將網(wǎng)絡部分納入云平臺中進行監(jiān)管,在云平臺上有SDN的控制器,有網(wǎng)絡流量監(jiān)控軟件,也有自動化下發(fā)網(wǎng)絡配置的軟件等等,云平臺接管了網(wǎng)絡部分的一切活動,這也是數(shù)據(jù)中心紛紛建設網(wǎng)絡云平臺的根本原因,是可編程網(wǎng)絡淋漓盡致的體現(xiàn)。
數(shù)字化引發(fā)的根本性變革導致“可編程經(jīng)濟”業(yè)務協(xié)議的生成,并使新業(yè)務的開發(fā)成為可能。“可編程經(jīng)濟”就是數(shù)字化新環(huán)境下資產(chǎn)交換協(xié)議和行為的貨幣化,不僅僅在數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡部分產(chǎn)生深遠影響,早已觸及到其它技術行業(yè)??删幊淌骄W(wǎng)絡是數(shù)據(jù)中心云化重要的體現(xiàn)。根據(jù)Gartner的定義,“可編程經(jīng)濟”是智能技術與區(qū)塊鏈的分布式計算資源相結合的結果,“可編程經(jīng)濟”代表著對全球經(jīng)濟系統(tǒng)的大規(guī)模改造,可編程正在悄然地改變著整個世界,讓網(wǎng)絡技術更加靈活、更加適合數(shù)據(jù)中心業(yè)務發(fā)展需要??删幊痰募夹g本質(zhì)是把原先一體化的硬件設施打破,將基礎硬件虛擬化并提供標準化的基本功能,然后通過可編程軟件技術,實現(xiàn)控制其基本功能,并提供更開放、靈活、智能的管控服務。簡單講就是“硬件資源虛擬化,管理功能可編程”。未來的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡必將是可編程的,未來的數(shù)據(jù)中心也將是可編程的。
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