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原标题:架构大概浏览,SDN行当发展进度

浏览次数:123 时间:2019-11-10

“Extreme Networks对OpenFlow的部署十分积极,OpenFlow将成为未来网络的Android。”DariusGoodall表示,“我们希望可以打破思科在网络方面的垄断地位。”

HPE 应用实例:

 

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据了解,Extreme Networks在中国的用户包括中国移动、中国联通运营商,7月份ExtremeNetworks所有设备中将嵌入OpenFlow模块,是否就意味着中国移动以及联通采用的设备中拥有Open Flow技术?Doug Wills表示中国移动在实验室在采用Open Flow软件进行工程释放,实验室将会持续使用该技术。据悉,越来越多的主流厂商开始部署Open Flow网络架构,谷歌、雅虎、eBay等互联网巨头已经成功部署了Open Flow SDN网络架构。Extreme已宣布了对Big Switch、日本NTT、及Nicira的Open Flow控制器提供类似的支持。

SDN 世界的两大山头

 

3、  所有的功能都在边缘使用对Flow的控制来实现。

SDN和OpenFlow技术在刚刚结束的拉斯韦加斯Interop活动里被认定为“网络最热门话题”,也是2012年6月13日-15日举办的东京国际网络通信展览会中高度传播与讨论话题。

SDN Solutions

假如网络中有SIP、FTP、流媒体几种业务,网络的总带宽是一定的,那么如果某个时刻流媒体业务需要更多的带宽和流量,在传统网络中很难处理,在SDN改造后的网络中这很容易实现,SDN可以将流量整形、规整,临时让流媒体的“管道”更粗一些,让流媒体的带宽更大些,甚至关闭SIP和FTP的“管道”,待流媒体需求减少时再恢复原先的带宽占比。

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事实上,就在最近CiscoLive2012大会上,思科公布了其SDN策略。思科CTO Padmasree Warrior表示,针对客户不同需求,思科将采取更广泛和深入多层次SDN策略。

Brocade Virtual router

2013年4月底,中国首个大型SDN会议——中国SDN大会在京召开,三大运营商唱起主角。中国电信主导提出在现有网络(NGN)中引入SDN的需求和架构研究,已于2014年2月成功立项S-NICE标准,“S-NICE”是在智能管道中使用SDN技术的一种智能管道应用的特定形式。 中国移动则提出了“SDN在WLAN网络上的应用”等课题。

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那么什么是SDN呢?是由美国斯坦福大学cleanslate研究组提出的一种新型网络创新架构,其核心技术OpenFlow通过将网络设备控制面与数据面分离开来,从而实现了网络流量的灵活控制,为核心网络及应用的创新提供了良好的平台。简单来说,SDN可以实现网络如电脑般可编程,可以创建易于管理的网络虚拟化层。而OpenFlow则是一个标准化SDN应用协议。

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核心技术:OpenFlow 分离网络设备的控制层面和数据层面

综上,SDN整个产业发展的历程就基本上梳理清楚了。2009年到2011年是SDN的起步阶段,2012到2014年是布局阶段,从2015年开始,到未来的几年时间,都将是SDN逐渐产生价值的阶段。

推类似AppStore应用商店

基础设施层(Infrastructure Layer)

正是因为这种业务逻辑的开放性,使得网络作为“管道”的发展空间变为无限可能。如果未来云计算的业务应用模型可以简化为“云—管—端”,那么SDN就是 “管”这一环的重要技术支撑。

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利用OpenFlow和SDN,用户便可定制网络来满足本地需求,消除不必要的功能,创建虚拟的、隔离的网络。据DougWills介绍,移动运营商使用OpenFlow能降低30-50%的管理和服务成本。

由 ITU-T 指定的国际标准通常被称为建议(Recommendations),2012年开始 SDN 与电信网络结合的标准研究。

 

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SDNs和OpenFlow是一个类似Linux的运动

SDN 技术体系目前还处于激烈竞争阶段,相关新产品和新技术层出不穷,如果要梳理大致可以分为两个流派:

 

  • 在宏观上,基础网络架构进化推进缓慢;

  • 在微观上,硬件厂商在涉及数据转发与控制层面的创新乏力。

“智能化”已不再是手机的专有名词,网络架构同样也在走向“智能化”。转发层和控制层的分离实现了软硬件的分离和底层硬件的虚拟化,为网络的发展提供了一个良好的发展平台。因此SDN成为了网络的热门话题,而OpenFlow作为一个标准化SDN应用的协议也备受关注和推崇。Extreme Networks产品和技术行销总监Darius Goodall形象的将OpenFlow比喻成为未来网络的Android。

成员:思科、IBM、 微软、Big Switch、博科、思杰、戴尔、爱立信、富士通、英特尔、瞻博网络、微软、NEC、惠普、红帽和VMware

2011年4月,美国印第安纳大学、Internet2联盟与斯坦福大学Clean Slate项目宣布联手开展网络开发与部署行动计划(NDDI),旨在共同创建一个新的网络平台与配套软件,以革命性的新方式支持全球科学研究。NDDI利用了OpenFlow技术提供的“软件定义网络(SDN)”功能,并将提供一个可创建多个虚拟网络的通用基础设施,允许网络研究人员应用新的因特网协议与架构进行测试与实验,同时帮助领域科学家通过全球合作促进研究。

这个时候思科的竞争对手瞻博花了一亿美金和IBM进行合作,推出了这个下图所示的QFabric体系。

虽然OpenFlow发展还处于早期阶段,但是在今年的前四个月,OpenFlow已经发放了1.0、1.2、1.3版本。DougWills透露,今年7月份将全部的Extreme Networks设备中嵌入Open Flow模块,到2013年第一季度整个软件将会启动发行。而且随着Open Flow标准的制定,Extreme Networks还将每隔6个月对其操作系统进行更新升级。

Background

 

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移动互联网、云计算以及物联网等应用驱动着数据中心的重大变革。随着应用的不断发展,网络带宽的需求提升,对数据中心提出了更多的要求,而传统的网络架构已经无法满足日益增长的需求。传统的数据中心面临着一场变革,而SDNs和OpenFlow的出现将会对其产生革命性的影响。“就像当初Linux的出现一样,SDNs和OpenFlow是一个类似Linux的运动。SDNs将成为网络的第三代代表。”Extreme Networks企业营销资深总监DougWills认为。

基础设施层,由各种网络设备构成。它可以是数据中心的一组网络交换机和路由器。控制层负责管理底层物理网络,物理层的实现可以是支持 OpenFlow 的硬件交换机,随着虚拟化技术的完善,SDN 交换机可以是软件形态,例如 Open vSwitch 就是一款基于开源技术实现的、能够与服务器虚拟化(Hypervisor)集成,具备交换机的功能,可以实现虚拟化组网。另外,OVS 支持传统的标准管理接口,例如 NetFlow 、sFlow 等,监测虚拟环境中的流量情况,详见 《浅谈基于数据分析的网络态势感知》。

目的:实现网络流量的灵活控制,使网络作为管道变得更加智能

SDN产业发展历程

...

ETSI NFV(Network Functions Virtualisation)

 

2、  只负责点到点的可达,不做任何其他事情;

据了解,Extreme Networks还推出了类似AppStore应用商店,可以为用户提供免费的产品。就目前来说,Extreme Networks免费提供了4个产品,分别是关于自动化网络管理器、身份管理器、移动运营商可实现应用程序加速的产品、网络分析工具。另外还有24个其他Extreme Networks顾客开发的应用,包括移动运营商、数据中心企业。

SDN的整体应用架构

基于OpenFlow 为网络带来的可编程的特性,Nick McKeown教授和他的团队进一步提出了SDN(Software Defined Network,软件定义网络)的概念。2009年,SDN 概念入围Technology Review年度十大前沿技术,自此获得了学术界和工业界的广泛认可和大力支持。

网络硬件厂商要么安于现状,要么因为商业利益从而无法发起和推动创新。所以SDN就应运而生了。

南向接口(Sorthbound interface)

2012年SDN完成了从实验技术向网络部署的重大跨越:覆盖美国上百所高校的INTERNET2部署SDN;德国电信等运营商开始开发和部署SDN;成功推出SDN商用产品新兴的创业公司在资本市场上备受瞩目,BIG switch两轮融资超过3800万元。

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PFC SDN controller

 

说道网络,用硅谷的话说,这个世界上做网络的就只有两家公司,一家是思科,一家是非思科。在那几年,思科主打的产品是Nexus 7K,属于数据中心的产品,也对虚拟化及虚拟网络做了一定程度的支持。这个阶段的思科还是以买硬件解决方案为主,不过硬件比较贴合但是的虚拟化以及数据中心建设的潮流。

Mul: 由 Kulcloud 开发,内核采用 C 语言实现的多线程架构

 

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图2 架构

2011年12月,第一届开放网络峰会(Open Networking Summit)在北京召开,此次峰会邀请了国内外在SDN方面先行的企业介绍其在SDN方面的成功案例;同时世界顶级互联网、通信网络与IT设备集成商公司探讨了如何实现在全球数据中心部署基于SDN的硬件和软件,为OpenFlow和SDN在学术界和工业界做了很好的介绍和推广。

这个时候的IBM也对SDN非常重视,下图显示了IBM的SDN规划布局,这个Google的G-wan很像,要解决的问题也很类似,但是说提供的服务不同。IBM收购SoftLayer,各个数据中心之间的网络连接,也要像google那样,只是做法大同小异而已。2011年Google在做G-wan的时候,是自己找台湾的代工设计的硬件。IBM后来在做SoftLayer的时候,控制器自己做,交换机等直接采购了思科的支持SDN的设备,所以SDN到最后,随着时间的推移,网络设备厂商会参与进来共同建设SDN网络。后来的IBM SoftLayer做成之后,到现在每年产出几十亿美金,而运维团队不超过40人,到今天还是这样。

传统巨头大联盟(通过Linux基金会(Linux Foundation)合作)

sdn (software defined network ) 

2009-2011:起步阶段

TechM smart flow steering

emulex 网络

而国内的第一套商用的SDN系统,其实现的功是很多的,如下图所示:

NodeFlow: 由 Cisco 开发,基于 Node.js 的 OpenFlow 控制器,JavaScript 编写

 

这三位人物算得上是SDN鼻祖和创始人,中间的这位是斯坦福大学教授 Nick McKeown,是左边这位Martin Casado的老师,Martin Casado是Open vSwitch的创始人。Scott Shenker是一位物理学博士,在网络领域属于半路出家来做网络的人。其中Nick McKeown教授和Scott Shenker教授分别从不同的角度提出了对SDN的解读,也是两大组织ONRC和ONF的理念差异所在。Nick McKeown 教授从“系统功能重构”的角度来分析、解决当下的网络问题,而Scott Shenker 教授却从“重新定义抽象”的角度来尝试解决现有的网络问题。这两位不但提出了SDN的释义和理念,还积极推动SND的商业化运作,产业化发展进程。其中,这三位人物在2007来了合作成立了Nicira,首家专注于SDN的技术创业公司,开始尝试SDN的商业化发展。而Nick McKeown教授和Scott Shenker教授也在2011年成立ONF组织,积极推动SDN的产业化发展。

OpenFlow工作原理

2011年3月,在Nick Mckeown教授等人的推动下,开放网络基金会ONF成立,主要致力于推动SDN架构、技术的规范和发展工作。ONF成员96家,其中创建该组织的核心会员有7家,分别是Google、Facebook、NTT、、Verizon、德国电信、微软、雅虎。

当NVP架构将Open vSwitch放置到Linux内核中后,就相当于NVP的控制器能够控制器全世界的Linux系统。这样的影响力才是造就NVP价值的一方面。从工程应用上来讲,NVP已经实现了真正的实践应用,从思想上,他已经产生了一个革命:解耦软件和硬件,让软件和硬件无关。

北向接口( Northbound interface )

 

目前从产业化发展的角度来说,SDN的产业主要玩家包括但不限于以下这些:

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