11月11日，深信服云計算架構(gòu)師Eason在信服云《云集技術(shù)學(xué)社》系列直播課上進(jìn)行了《SDN技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用》的分享，詳細(xì)介紹了什么是SDN及SDN的演進(jìn)、應(yīng)用。以下是他分享內(nèi)容摘要，想要了解更多可以關(guān)注“深信服科技”公眾號關(guān)注直播回放。

看點一：SDN概念

SDN即軟件定義網(wǎng)絡(luò)，是一種新型的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。狹義的SDN是指利用OpenFlow協(xié)議將硬件設(shè)備中控制平面從數(shù)據(jù)平面中分離，改成以軟件方式實現(xiàn)，從而將分散在各個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上的控制平面進(jìn)行集中化管理的一種網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。廣義的SDN是指符合“控制轉(zhuǎn)發(fā)分離”、“有開放的編程接口”、“集中式控制”這些網(wǎng)絡(luò)設(shè)計理念的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。

控制轉(zhuǎn)發(fā)分離：控制平面在控制器上，負(fù)責(zé)協(xié)議計算，生成轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則;轉(zhuǎn)發(fā)平面在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上，負(fù)責(zé)根據(jù)控制平面生成的轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則，進(jìn)行數(shù)據(jù)報文轉(zhuǎn)發(fā)。

開放編程接口：第三方應(yīng)用通過控制器提供的開放接口，以編程的方式定義網(wǎng)絡(luò)功能，并由控制器將用戶語義翻譯為網(wǎng)絡(luò)語義。

集中式控制：網(wǎng)絡(luò)設(shè)備受控制器集中管理和控制，無需對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備逐一管理。

圖片來源：Ahmed M E , Kim H . DDoS Attack Mitigation in Internet of Things Using Software Defined Networking[C]// 2017 IEEE Third International Conference on Big Data Computing Service and Applications (BigDataService). IEEE, 2017.

看點二：SDN發(fā)展與演進(jìn)

在SDN出現(xiàn)之前，所有的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都采用傳統(tǒng)硬件網(wǎng)絡(luò)。2006年，Nick團(tuán)隊Martin博士提出SANE。2007年Martin博士實現(xiàn)了Ethane項目并于同年創(chuàng)辦了Nicira。2008年，OpenFlow提出，第一個開源SDN控制器NOX誕生。而后SDN不斷發(fā)展，在2010到2011年迎來學(xué)術(shù)界的發(fā)展期。在2012年后，SDN在工業(yè)界飛速發(fā)展，迎來成熟期。在未來，SDN的應(yīng)用將會更加廣泛，其衍生思想和理念也會被更多人所接受。

與SDN相關(guān)的技術(shù)

OpenFlow：它是OpenFlow控制器與交換機(jī)的協(xié)議，也被認(rèn)為是第一個軟件定義網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)。OpenFlow是基于TCP和TLS的安全連接，通常使用6653端口。

圖片來源：Chen Y J , Wang L C , Lin F Y , et al. Deterministic Quality of Service Guarantee for Dynamic Service Chaining in Software Defined Networking[J]. IEEE Transactions on Network and Service Management, 2017.

網(wǎng)絡(luò)虛擬化：網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)是將傳統(tǒng)的硬件網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行抽象并以軟件化的方式來實現(xiàn)的一種技術(shù)。在對傳統(tǒng)的硬件網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)虛擬化后，網(wǎng)絡(luò)會分成兩層，第一層是虛擬網(wǎng)絡(luò)即邏輯網(wǎng)絡(luò)視圖;第二層是物理網(wǎng)絡(luò)即真實物理拓?fù)?。虛擬網(wǎng)絡(luò)和物理網(wǎng)絡(luò)之間通過網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)實現(xiàn)解耦，這意味著用戶可以不關(guān)心底層的物理網(wǎng)絡(luò)，可以隨意通過軟件的方式來創(chuàng)建虛擬網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，并把它們聯(lián)通。通常情況下，網(wǎng)絡(luò)虛擬化都是使用SDN思想來實現(xiàn)的。

圖片來源：Network Virtualisation and Cloud Transformation. http://craigread.cloud/network-virtualisation-and-cloud-transformation/

硬件SDN和軟件SDN：SDN有著硬件和軟件兩種不同的實現(xiàn)方式。傳統(tǒng)的硬件SDN可以同時支持虛擬化服務(wù)器和物理服務(wù)器。軟件SDN則是在服務(wù)器虛擬化的基礎(chǔ)上實現(xiàn)SDN，它的優(yōu)勢是對底層的物理網(wǎng)絡(luò)沒有依賴。

NFV：即網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化，是一種將傳統(tǒng)的專有網(wǎng)絡(luò)硬件(交換機(jī)、路由器、防火墻、負(fù)載均衡)功能進(jìn)行虛擬化，用軟件方式來實現(xiàn)并使用標(biāo)準(zhǔn)硬件而不是專有硬件運行的網(wǎng)絡(luò)虛擬化方式。它有著軟硬件分離、無需專有硬件、更好的伸縮性和靈活性、按需創(chuàng)建等優(yōu)勢。NFV與SDN概念相近但又有不同。NFV側(cè)重在軟硬件分離和通過通用硬件實現(xiàn)專有網(wǎng)絡(luò)功能，SDN主要側(cè)重在集中控制和控制轉(zhuǎn)發(fā)分離。

看點三：SDN技術(shù)應(yīng)用

SDN有很多的應(yīng)用場景，其中最廣泛的應(yīng)用場景是數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心存在硬件設(shè)施規(guī)模龐大、運維困難、資源利用率低、靈活性差等諸多問題。為了解決這些問題，用戶開始從傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心向軟件定義數(shù)據(jù)中心(SDDC，Software Defined Data Center)過渡，網(wǎng)絡(luò)也由傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)向軟件定義數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)過渡。

軟件定義數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)是SDDC的核心功能之一。SDDC基于虛擬化技術(shù)，計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)被抽象成統(tǒng)一的虛擬資源池，進(jìn)而可以實現(xiàn)資源動態(tài)分配。例如，用戶可以動態(tài)創(chuàng)建虛擬機(jī)和構(gòu)建虛擬網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，這樣就使得計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)資源的統(tǒng)一編排成為可能。SDN在數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用有很多，像Nicira Network、VMware NSX、Big Switch Networks、Cisco ACL和深信服的超融合等都是SDN數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的解決方案。

圖片來源：《重構(gòu)網(wǎng)絡(luò)：SDN架構(gòu)與實現(xiàn)》(楊澤衛(wèi)，李呈)

SDN應(yīng)用的另一個較廣泛的場景是SD-WAN。傳統(tǒng)WAN有著較大缺陷，一方面依賴專用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和運營商專線，另一方面運營商提供的WAN服務(wù)成本越來越高，同時WAN網(wǎng)絡(luò)利用率成為企業(yè)和運營商的難題。而SD-WAN能夠解決上述的部分難題。

SD-WAN將網(wǎng)絡(luò)功能從WAN網(wǎng)絡(luò)硬件中分離出來，通過提供通用網(wǎng)絡(luò)編程接口使IT人員可以通過軟件編程的方式控制和管理WAN網(wǎng)絡(luò)。

SD-WAN的主要優(yōu)勢，一是節(jié)約成本，SD-WAN能更好的利用有線和無線帶寬，降低運營傳輸成本，提高傳輸性能并顯著降低MPLS相關(guān)硬件設(shè)備成本和連接成本;二是更加靈活，用戶可自主選擇WAN部署方式，靈活管理MPLS和LTE等多種類型連接方式。

圖片來源：Network Virtualisation and Cloud Transformation. http://craigread.cloud/network-virtualisation-and-cloud-transformation/

除了上述的兩種場景外，SDN在園區(qū)網(wǎng)絡(luò)、局域網(wǎng)和移動網(wǎng)絡(luò)等多個領(lǐng)域都有著出色的應(yīng)用。隨著SDN概念的深入，在未來將會有更多的東西通過軟件定義的方式來實現(xiàn)。

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