ODL应用案例之云和网络功能虚拟化应用案例

概述

近年来，大公司和中小企业已经认识到云计算技术是提高自己的竞争力的核心技术。混合云和公共云虽然具备了提高业务灵活性并降低总成本的潜力，但它们对于传统网络的需求依旧非常显著。云计算需要极其高水平的动态计算和自动化技术来解决快速变化的需求，当云计算在自动化计算和存储方向已经取得了重大进展的同时，网络自动化仍然因为更复杂而难以实现，从而阻碍了大多数云服务的部署。

通信服务提供商（CSP）也正利用云技术来增强其庞大的网络基础设施的可管理性和成本效益，同时提高了服务灵活性。许多世界领先的电信和有线电视运营商在网络功能虚拟化（NFV）方向展开合作，目的就是促进一个开放的体系架构和生态系统，从而支持广泛的应用案例。 NFV开启了现有网络架构的一个全新的观点：面对市场上极速提升的性能需求和多元化的服务要求，NFV必须比传统的网络更加的灵活。

软件定义网络（SDN）是一个高速发展的动态网络架构，主要用于解决云计算和NFV的网络需求。SDN体系结构的核心是SDN控制器，其主要优点为：开放API便于实现多样化的应用；支持各大厂商的不同设备；通过可编程网络提供了智能的控制和管理系统。

网络运营商正在努力在支持最终用户的需求多样化的情况下，使用开放的平台来降低总体成本。而在之中起到关键作用的，独立于厂商的开源软件组织，正在推动并激励运营商和厂商进行合作，这样他们都可以在从长期集体创新中获益，同时避免了传统网络的封闭特性。

挑战

然而就算前景再好，迁移到虚拟化网络也不是没有障碍的。首先新的网络必须能够适应的现有的由多供应商产品组成的基础环境。其次操作程序必须进行彻底更新才能充分享受到自动化带来的好处。而网络管理和规划也受到很大的影响，因为传统的管理和规划方法是在固定的设施和服务的基础上规划并开发的。另外还有一个重要难点就是网络领域的开源水平远远落后于计算和存储领域。

云网络必须支持虚拟设备的动态部署和管理，从而支持不断变化的工作负载。正在建立私有云和混合云的大型企业也正在寻找能够代替他们目前合作的虚拟厂商。业界领先的开源云管理平台-OpenStack就是他们的选择之一。

OpenStack提供了开放的API来支持一系列应用和基础设施，其中包括面向网络的Neutron API和 Neutron/Multi-Layer 2 (ML-2)。然而，Neutron API提供了一个相对低级的接口，而且其本身并不是被设计用于管理云数据中心的。Neutron ML2 是为显示二层数据中心交换机的性能而设计的，但目前仅限于应用在一些常见的虚拟交换机和硬件交换机中。

现有的企业网络通常都相当复杂，因为他们包含了许多不同的技术，供应商和设备。虽然建立企业私有云的独立网络对于很多企业是很好的选择，然而拥有整体上可管理云基础设施，或者是数据中心网络，或者是园区网和WAN将给他们带来更多的价值，因为他们可以共用开发团队，工具和标准。出于这个原因，许多企业都在寻找一个共同的SDN架构，这个架构必须可以提供跨域互联，并提供端到端的可视性和控制。这个解决方案还必须是高度可扩展的，并提供一个动态，灵活，基于策略的多厂商的网络环境。

电信运营商们也着手开始适应虚拟化技术。他们想利用NFV技术减少对专用硬件和相关的管理工具的依赖，同时通过自动化和智能化提升服务的灵活性以及操作响应速度。

然而提供虚拟化服务和运营都需要额外的网络功能，主要包括虚拟化网络功能转发视图（通常被称为服务功能链），域间网络（包括跨服务提供商边界），有板载部署能力并可以同时管理不同供应商的虚拟网络功能（VNF）。

迁移到虚拟化网络还需要另一个重大的改变，那就是必须在基础设施建设，运营以及思维方式上进行转变。而最终，我们目前看到的结果是许多组织都正在向SDN迁移。

为什么选择OpenDaylight

OpenDaylight是一个开源框架，可以被用于向SDN架构方向的迁移。它已经被成功的部署在多个数据中心，企业和运营商网络中。 OpenDaylight提供的抽象可编程和开放等特性的打开了通往智能的软件定义的基础设施的大门。

OpenDaylight 是一个用于将传统网络向SDN迁移的开放平台，主要具有以下特性：

✔ 独立平台：拥有行业领导者广泛支持的中立平台

✔ 模型化驱动自动化：通过标准或私有管理接口轻松增加对现有设备的支持

✔ 对大部分SDN协议如OpenFlow，OVSDB，NETCONF，LISP有良好的支持

✔ 基于intent的北向API框架：能够支持广泛的应用

✔ 开放的生态系统：具有大量产品和基于OpenDaylight网络应用和服务

使用基于OpenDaylight的OpenStack管理虚拟交换机（OVS）

企业可以利用OpenDaylight控制和管理他们的数据中心网络，以支持云部署。对于OpenStack的广泛支持已经内嵌于OpenDaylight（见上图），帮助用户克服我们前文中提到的挑战： ✔ 支持 Neutron API和ML2插件

✔ 基于Intent的北向接口能满足广泛的应用范围

✔ 内置网络服务：包括网络虚拟化，覆盖支持，传统的交换和路由，策略管理等功能。

✔ 服务抽象层（SAL）：轻松添加对传统设备和SDN设备的支持

✔ 支持OVSDB，OpenFlow，NETCONF等插件以及一系列专用的交换机和路由器

OpenDaylight填补了从现有网络向开放SDN架构转变的空白，使迁移到云平台的过程更加平滑。OpenDaylight是一个开放的平台，提供了一系列通用的管理工具来避免“SDN孤岛”或“云孤岛”，而与此同时对于现有设备和SDN设备，以及用模型驱动的方法来添加新设备均提供广泛的接口支持。

OpenDaylight还支持广泛的覆盖技术（包括OpenFlow，2层和3层隧道等等）与现有网络的互通，并提供安全的，端到端的，横跨现有的基础设施和广域网的连接。

OpenDaylight为NFV（OPNFV）的开放平台提供基于SDN的控制器

OpenDaylight也开始为正在部署NFV的运营商提供支持。电信运营商打算在SDN的环境中部署 NFV，并成功的和ODL组织合作进行了一系列ETSI NFV概念验证（POC）的实验。例如NFV的PoC第19号中：“运营商网络功能加速”就采用了OpenDaylight来展示SDN如何启用VNF部署和服务链，并使用OpenStack协调工作。这个POC是由AT＆T赞助，实验中包含了来自多个供应商的交换机和软件。

OpenDaylight还被选为开源项目Open Platform for NFV（OPNFV，隶属于Linux基金会管理）的关键底层平台技术。许多运营商和厂商都在OPNFV参考平台上合作来验证NFV概念和集成开源模块，从而达到加快部署NFV的目的。下图描述了OPNFV（Arno）当前版本中，如何在OpenStack下运行OpenDaylight，同时支持更多的开源的物理或虚拟的基础设施。

OpenDaylight被OPNFV选中是因为以下原因：

✔ 独立于厂商的开放的平台

✔ 基于Intent北向接口能与多个业务流程系统集成

✔ 域间的连通覆盖支持

✔ 内置的网络虚拟化和服务功能链

✔ 使用模型驱动法来支持一系列现有的设备和技术，

✔ 策略管理支持

✔ 应用案例