SDN那些事:传统网络变身SDN、公有云及NFV 网络专题

SDN的概念已经提出很多年了,原以为SDN不会立刻在生产环境下部署,但是SDN的商用历程超出了我们的想象。

特别是很多公有云服务商面临业务快速发展的压力,在网络平台上,已经开始大规模部署基于SDN的网络。

SDN和公有云

随着数据中心向云架构转型,数据中心网络平台开始面临越来越大的挑战:

云计算时代的数据中心网络平台必须能够满足计算虚拟化的要求,提供足够的接入带宽,提供足够大的MAC地址表,提供一个“大二层”的环境满足虚拟机迁移的需求。

网络平台必须提供足够的灵活性,满足资源灵活部署,网络快速调整,网络属性自由迁移的需求。

网络平台必须能够满足业务自动化部署的需求,网络平台能够与云管理平台的对接,实现端到端的业务自动化交付。

传统的网络技术,如IRF虚拟化技术,Trill/FabricPath等大二层技术均无法满足这些要求。于是,出现了Overlay技术。其基本思想是:

在一个物理网络的基础上,根据业务需求,再添加一张逻辑的网络。

这张逻辑的网络可以根据业务需求,动态建立,实现虚拟网络摆脱物理网络的限制。

IETF 在 Overlay 技术领域提出 VXLAN、NVGRE、STT 三大技术方案。VXLAN目前是最主流的Overlay技术,成为业界事实标准。

传统VXLAN解决方案需要在Underlay网络部署组播路由协议,需要管理VNI与主播组的映射关系,为大规模部署带来难题。

引入SDN控制器解决VXLAN控制平面的问题,是目前业界主流的解决方案。

传统网络如何改造成SDN?

需要考虑以下问题:

并不是所有设备均可支持SDN,所以首先需要对网络设备进行评估。

网络设备可同时工作在IP转发模式及流转发模式,所以理论上可以平滑过渡为SDN模式。

SDN并不会大量消耗网络带宽:

首包及ARP带答,下发流表等消耗的带宽不会超过300Mbps(我们控制器的PacketIn能力是500Kpps)。

基于SDN的新网络技术,将传统网络设备、Vswitch、NFV、传统安全设备等网络资源融合起来,可以实现物理资源、虚拟资源的随需而动,充分满足用户运维集中简便、部署灵活弹性、资源池化管理、海量租户规格、租户安全隔离、网络安全可靠等诸多需求。

SDN技术体现出来的诸多优势,使SDN的商用历程远远超出了我们的想象:

SDN控制与转发分离的思想,也使得SDN技术有了越来越丰富的应用场景。相信,随着SDN生态环境的逐渐完善,SDN技术必将获得更快速的发展。

有结合NFV的一些产品吗?

现在NFV主要有vSR(软件路由器),vFW(软件防火墙),vLB,vAC(软件无线控制器),vBRAS等。目前都有成熟的产品。

  • 在公有云VPC中,vSR可以部署为资源池,作为企业接入公有云的VPN网关使用

这个图就是NFV的一个典型应用场景。

有些客户会把VSR作为BGP的路由反射器去使用,从而对广域网的流量进行调度。

NFV在国外的发展速度明显快于国内。国内用户对NFV的需求正呈现出快速增长的需求。

SDN除了在数据中心内开始大量部署之外,还有一些客户开始考虑把SDN技术应用在运维领域,比如百度:

  • 他们自己开发了探针服务器,从网络两端发探测报文,从而探测网络链路质量,但是探测报文到网络侧后,网络会根据最短路径优先算法及HASH算法,走某一条固定的路径,无法遍历每条路径,这样就无法探测每条路径的质量。

利用SDN技术,就可以控制探测包的转发路径,从而遍历每条可用路径,获取每条路径的质量。

这个工作其实SDN控制器完全可以自己完成,可以省掉探针服务器。

在控制器上构造好探测报文,直接Paketout到网络设备上,然后再用Openflow控制探测报文的转发路径,中间的每台转发设备在转发探测报文的同时,拷贝一份报文,Packt-in到控制器上,控制器通过比较,就可以得出链路的质量。

上面的图中,南向用的都是标准的Openflow协议,不同厂商的网络设备也没关系。Opendaylight有完全开源的控制器,在上面开发个运维的APP,就可以实现对数据中心网络路径的可视化管理。

Overlay技术出现的原因是解决云计算环境下“大二层“需求,以及网络灵活性需求。Underlay网络提供网络的联通性和多链路的负载均衡,无特殊拓扑限制,可以为一个三层的网络。Underlay只要提供可靠的三层转发能力即可。

从目前看,公有云对SDN的需求最为迫切,通过SDN控制器与云平台的对接,可以实现业务的端到端自动化交付。这是云服务商最看重SDN的地方。

除了公有云的使用场景,SDN成功落地的CASE还真的很少见。

但是,SDN在私有云环境下部署,正呈现出快速增长的势头。工商银行、建设银行、农业银行等金融客户正在考虑在其企业私有云环境下采用基于SDN的网络平台。

关于公司的产品

在去年10月的互联网大会上,我们公司讲的主题是《云计算网络没那么简单》,介绍的主要是传统VXLAN Overlay的问题,要解决这些问题,最好是引入SDN控制器。那时,我们的控制器已经开发出来,在腾讯的内部IT系统内部署。

最近这半年,我们公司SDN解决方案进展非常快,控制器集群技术更加稳定成熟,既能满足大规模部署的需求,又能保证控制器的高可靠性。同时,开发了控制器的逃生技术,在控制器集群失效的情况下,也不会影响业务的正常转发。

在运维方面,开发了雷达探测,虚拟机仿真等功能,解决了Overlay网络的可视化管理问题。

在解决方案层面,推出了针对私有云、公有云弹性计算服务、公有云的VPC服务等解决方案。并已经在腾讯云及阿里云的生产网络中大规模部署。

我们的SDN控制器特性如下:

采纳了Openday light的开放架构,使用了Opendaylight中定义的Openflow、Netconf、OVSDB、PCEP等南向接口。

下发流表用Openflow,给交换机下发配置用Netconf,给vSwitch下发配置用OVSDB。

北向使用标准的Restful API及Java API,实现和云管理平台及第三方生态系统的对接。

分享就到这里。谢谢大家。

本文分享自微信公众号 - SDNLAB(SDNLAB)

原文出处及转载信息见文内详细说明,如有侵权,请联系 yunjia_community@tencent.com 删除。

原始发表时间:2015-07-30

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