新一代智能光网络:带你探寻SDN的奥秘

发布时间: 2019-09-09 18:03:33 来源: 爱思考的奥特曼 栏目: 科技新闻 点击: 461

伴随着网络通信的不断发展,SDN技术逐渐被人们熟知,并成为了行业的焦点,中国联通网络技术研究院首席科学家唐雄燕曾在采访中

伴随着网络通信的不断发展,SDN技术逐渐被人们熟知,并成为了行业的焦点,中国联通网络技术研究院首席科学家唐雄燕曾在采访中这样说道:

新一代智能光网络:带你探寻SDN的奥秘

“整个社会的数字化转型将给运营商带来新的发展机遇,业务创新与生态构建是致胜关键。联通光传送网已进入‘基础’与‘业务’并重的新格局,OTN和ROADM是构建高速光业务网的主要技术手段,SDN与AI则是打造新一代智能光网络的关键核心”

那么SDN究竟是什么东西?为什么具有如此高的研究价值,它又具备哪些传统网络所没有的优势呢?SDN(软件定义网络)的概念

SDN的全称是Software Defined Network,即软件定义网络,2006年诞生于美国GENI项目资助的斯坦福大学Clean Slate课题,目的是要重新设计英特网,改变已略显不合时宜,且难以进化发展的现有网络基础架构,是网络虚拟化的一种实现方式。2012年,SDN被作为国家“863”项目“未来网络体系结构和创新环境” 获得科技部批准。

新一代智能光网络:带你探寻SDN的奥秘

SDN的核心技术为OpenFlow——通过将网络设备的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。SDN的核心诉求就是通过自动化业务部署简化网络运维,满足这种需求同时不分离控制与转发,是一件比较难以做到的事情。也就是说控制与转发分离只是为了满足SDN的核心诉求的一种手段,如果某些场景中有别的手段可以满足,比如管理与控制分离。同时在SDN的设计理念中,不能为了业务需要而一味的加网络的复杂度,需要对网络进行抽象化处理,以屏蔽底层复杂度,只为上层提供简单的、高效的配置与管理。其目的在于实现网络流量的灵活控制,使网络作为管道变得更加智能。为核心网络及应用的创新提供了良好的平台。SDN的优势

在两千年初,网络技术的发展遇到了瓶颈,最主要有两个原因:

IP地址枯竭

传统网络负载过大。

前者我们可以通过NAT技术和IPV6来解决,尤其是IPV6,号称“可以给世界上每一粒啥沙子都分配一个地址”,虽然目前还没有普及,但是前景非常广阔,是互联网目前的研究重头之一。

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传统的网络有不少局限性,具体如下:

流量爆炸式增长,现有网络难以适应海量信息传输的需求;

网络结构单一,不够灵活,以往的叠加模式无法实现且适应不断涌现的新业务,服务质量难以保证,产业价值链缩水。

网络可持续发展问题日益严峻,网络安全、网络不可控、不可管等问题频发。

云计算、大数据等技术提出了新的网络特性需求,现有的网络复杂度和成本失衡。

简而言之,就是传统的网络一旦发生变动,就需要重新修改相应网络设备(路由器、交换机、防火墙等),是一件很繁琐很复杂的事情,而且只要中间哪一步出错便会影响到整个业务,排查故障也令人头疼。时下,互联网环境瞬息万变,在网络的安全性和稳定性还没有保证的情况下,又对灵活度和便捷性提出了更高的要求。SDN正是对症下药的一剂良方,他将网络设备上的控制权分离出来,由集中的控制器管理,无须依赖底层网络设备,同时透明处理了来自底层网络设备的差异,开放控制权,用户完全可以根据需求更改任何想实现的网络路由和传输规则策略。

新一代智能光网络:带你探寻SDN的奥秘

SDN的工作特点和虚拟化技术有些类似,在虚拟化技术中,我们不需要关注计算机存储实体是什么,在哪里工作,信息的整合、资源利用率提升成为首要目标;同样的道理,有了SDN,我们也不必关注是什么在转发流量,只需告知SDN控制器用户需要什么样的网络服务就够了,颇有“黑箱”的味道。SDN的实现方式

简而言之,SDN的SDN就是靠转控分离、集中控制、开放可编程这三个途径来颠覆(注意是颠覆)网络。具体的实现有以下三个方案:

1.基于开放协议的方案

此类协议方案根据SDN理念创建理想网络架构,能够真正意义,全方位的将控制层和转发层剥离,是最具有革命性意义的方案,能为用户摆脱厂商锁定而推出的方案,实现的方案包括ONF SDN 和ETSI NFV 。当然了,这种方案要求也更高,目前能够推出的厂商屈指可数,代表企业有华为、博科、戴尔和NICIRA(已被VMware收购)。

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2.基于叠加网络的方案

这种方案通过在原有网络基础上创建虚拟网络隔离底层设备之间的不同和复杂性,从而实现网络资源池化。对已有的网络资源进行逻辑分离,并运用多租户的模式来管理网络,更好的满足大数据、云计算等新兴业务的需求。目前主要实现的方案包括VXLAN 、NVGRE、NVP等,代表企业有Vmvare和微软。

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3.基于专用接口的方案

这种方案的实现思路和以上两种不太一样,他不会改变传统网络的实现机制和工作方式,而是通过改动网络设备和操作系统,在网络设备上开发出专用的API接口。管理人员可以通过API接口实现网络设备的统一配置管理和下发,替换了原先需要一台台设备登录配置的手工操作方式。同时,这些API接口也可供用户自主开发网络应用,将网络设备可编程化,这类方案由目前主流的网络设备厂商主导,应用最广。

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SDN的局限性

尽管SDN在网络技术上的改变巨大,但不可否认的是,它自身仍存在着不小的缺陷。

1.标准化

虽然SDN自提出已经时隔六年,但仍旧没有一个统一的标准,各大厂家在细节上都有差异,很难对接。所以客户只能选择同一个厂家的控制器和硬件设备,造成的后果就是数据中心网络就必须一家网络厂商绑定,需要承担不小的风险。数据是非常重要的,一旦出现意外后果极其严重,这种大环境下,SDN部署的意愿不够强烈,很多人不愿意去试。这也是SDN始终不能做大的最主要原因。

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2.安全性

这是个老生常谈的问题了,SDN简化了操作层面,但像Underlay(物理网络),Overlay(控制转发)在部署和运行中同样会发生故障,排查起来也有不小的难度,更关键的是,SDN安安分分的不出问题还好,一旦出现故障影响的就是网络全局,造成的后果远比传统网络严重的多,只能用灾难性来形容,尤其是核心网域。所以出于安全考虑,不少企业对SDN都心怀忌惮。

新一代智能光网络:带你探寻SDN的奥秘

3.网络设备

SDN是一种比较新颖的技术,它需要新式的网络设备支持。而现在网络设备五花八门,各种品牌,什么年代的都有。想要全部更换是一个很长的过程,保守估计也得十年时间,这样的网络环境不具备部署SDN的条件。毕竟现在网络规模已经基本成型,转型绝非易事,在这种情况下选择支持SDN的设备自然也要比传统网络设备价格要高的多,投入成本反而更高,这是厂家和客户都不能接收的。

新一代智能光网络:带你探寻SDN的奥秘

综合以上种种原因,SDN想要大规模普及并投入使用,还有很长的一段路要走。

有人对SDN做过总结:“SDN就是‘百度’+‘淘宝’”。个人觉得他形容的非常精辟。

借用这位大牛的描述,他认为以 OpenFlow 为基础,推导出标准化的硬件和简单化的软件。既然已经标准化,想得到他就是轻而易举(淘宝买东西很简单);至于需要的通信协议数据,肯定是开源了,只需要在其基础上做个性化需求即可(百度搜索自己想要的信息)

客观而言,评价一个技术本身如何,一个重要的标准便是它能带来多少经济上效益,不能单纯的为了技术而技术,假如这个技术带来的效益微乎其微,那么我们去分析其本质意义也不大。专业化产生封闭,标准化产生分工,而社会化大分工,巨大提高社会生产率。复杂化、专业化,会产生个别企业的高利润,而标准化、简单化,社会化大分工,会产生全民的高收益。

SDN也是这样,它的出发点很高,目标也很宏大,但恰恰忽略了企业家最重视的实用价值。但我们对SDN依旧需要抱有乐观态度,甚至敬畏之心。SDN 如果真的能够全面实现,将会对全社会的电信生产效率巨大提升!

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