在網絡科研領域,人們利用SDN快速地部署和試驗創新的網絡架構與通信協議;大型互聯網公司希望SDN提供掌握網絡深層信息的可編程接口,以優化和提升業務體驗;云服務提供商希望SDN提供網絡虛擬化和自動配置以適應其擴展性和多租戶需求;ISP希望利用SDN簡化網絡管理以及實現快速靈活的業務提供;企業網用戶希望SDN實現私有云的自動配置和降低設備采購成本。
從起源來看,SDN誕生于美國GENI項目資助的斯坦福大學CleanSlate課題,以NickMcKeown教授為首的研究團隊提出了OpenFlow的概念并用于校園網絡的試驗創新,基于OpenFlow的后續研究使網絡具有了可編程的特性,SDN的概念應運而生。2009年,SDN入圍TechnologyReview十大前沿技術。2011年,在Mckeown教授等人的推動下,開放網絡基金會ONF成立,致力于推動SDN架構、技術的規范和發展工作。2012年可謂是SDN商用元年,Google部署SDN、Cisco發布開放網絡環境戰略、Vmware收購Nicira等重要事件將SDN推向了全球矚目的焦點。分析公司IDC的調查和預測顯示,目前85%的行業相關企業正在研究SDN,2016年SDN相關市場空間將從2012年的微不足道快速增長至37億美元。
T企業和新興軟件企業在SDN領域更多地關注控制層軟件和開源,其優勢在于對通用軟件的理解和開發能力。依托標準化接口,憑借軟件方面的競爭優勢和開源代碼的低門檻,IT企業可以通過研發SDN操作系統加定制轉發設備的模式提供全套SDN網絡解決方案,從而擠占傳統網絡設備廠商的市場空間,尤其是占據銷售額大部分比例的企業網市場。
SDN的核心特點是將實體設備作為基礎資源,抽象出網絡操作系統(NOS)隱藏底層物理細節并向上層提供統一的管理和編程接口,以NOS為平臺開發的應用程序可以實現通過軟件來定義網絡拓撲、資源分配、處理機制等。目前,業內各界討論的SDN大致可分為廣義和狹義兩種:廣義SDN泛指向上層應用開放資源接口,可實現軟件編程控制的各類基礎網絡架構;狹義SDN則專指符合ONF組織定義的開放架構,基于標準OpenFlow協議實現的軟件定義網絡。
集中高效的網絡管理和運維
SDN控制器擁有全網的靜態拓撲及動態轉發信息,可實施全網的高效管理和優化,更有利于網絡故障的快速定位和排除。如在具有全網靜態拓撲和動態轉發信息的基礎上,可開發專用的故障診斷工具,實時模擬網絡的實際轉發過程,可實現故障的快速定位和處理,極大提高了運維的效率。
靈活組網與多路徑轉發
基于SDN的數據中心網絡采用統一的SDN控制器實施控制,網絡的轉發規則和動作由SDN控制器統一控制和下發,能有效避免環路,能根據業務的需求通過轉發流表的控制,實現多路徑轉發和負載均衡,大幅提高網絡的可靠性和利用率。
智能的虛擬機部署和遷移
虛擬機的部署和遷移需要網絡的配合。在基于SDN的未來數據中心網絡方案中,通過IDC管理平臺,VM服務管理器以及SDN控制器協同實現虛擬機的智能化部署和遷移。當某臺虛擬機需要遷移時,首先是VM服務管理器感知到,并向IDC管理平臺發出請求,提出網絡配合請求;IDC管理平臺受到網絡配合請求后,向SDN控制器發送網絡配合請求,SDN控制器實施網絡控制,將相應的網絡策略下發到虛擬機遷移的目標網絡設備,并撤銷虛擬機原來所在網絡設備對應的網絡策略。從而實現了虛擬機和網絡的無縫協同,實現了虛擬機遷移的自動化,智能化。
海量虛擬租戶支持
針對海量租戶的承載需求,中興通訊基于SDN的未來數據中心解決方案采用擴展標簽的方式,利用現有的MPLS標簽實現租戶的標識,20bit的MPLS標簽可滿足超大容量的租戶承載需求。同時,SDN控制器可實現很好的租戶的隔離,提供每租戶的虛擬網絡視圖、資源控制和安全保障。
計算+存儲+網絡的IaaS服務
基于SDN控制器,可實現網絡資源的虛擬化,按需提供;同時結合IDC管理平臺實現了SDN控制器與VM服務管理器的協同,從而實現了計算資源和存儲資源與網絡資源的無縫協同,向用戶提供按需的計算+存儲+網絡資源的IaaS服務。
基于SDN的未來數據中心網絡方案能充分滿足數據中心的規模部署和運營需求,具有很大的優勢。但由于目前SDN技術尚處于發展階段,還不夠成熟,基于SDN的未來數據中心網絡方案需要考慮以下的問題。
1、DC管理平臺、SDN控制器、VM服務管理器之間需要協同,三者可能由不同的廠商提供,如何實現無縫的互通是關鍵;
2、如何實現現有數據中心網絡向基于SDN的數據中心網絡演進,是網絡部署面臨的直接問題;
3、SDN目前處于高速發展階段,技術方向和路線是否會出現大的變化,是需要持續關注的問題。
目前,支持SDN產品未來會越來越多,一個很重要的原因是芯片廠商開始大力跟進SDN技術應用。博通、飛思卡爾等公司都開始供應SDN相關芯片。比如:博通的StrataXGSTrident II系列10/40 GbE交換芯片能提供軟件定義網絡所需的對網絡流量的可視性和診斷,并實現了靈活的負載均衡,是業界第一款在硬件上實現SDN 的芯片,能滿足云網絡環境以及大型數據中心對帶寬、速率、網絡容量、可擴展性和效率等更多方面的需求。