11月11日，深信服云計算架構師Eason在信服云《云集技術學社》系列直播課上進行了《SDN技術發(fā)展與應用》的分享，詳細介紹了什么是SDN及SDN的演進、應用。以下是他分享內容摘要，想要了解更多可以關注“深信服科技”公眾號關注直播回放。
看點一：SDN概念
SDN即軟件定義網絡，是一種新型的網絡架構。狹義的SDN是指利用OpenFlow協(xié)議將硬件設備中控制平面從數(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絡設備上的控制平面進行集中化管理的一種網絡架構。廣義的SDN是指符合“控制轉發(fā)分離”、“有開放的編程接口”、“集中式控制”這些網絡設計理念的網絡架構。
控制轉發(fā)分離：控制平面在控制器上，負責協(xié)議計算，生成轉發(fā)規(guī)則;轉發(fā)平面在網絡設備上，負責根據(jù)控制平面生成的轉發(fā)規(guī)則，進行數(shù)據(jù)報文轉發(fā)。
開放編程接口：第三方應用通過控制器提供的開放接口，以編程的方式定義網絡功能，并由控制器將用戶語義翻譯為網絡語義。
集中式控制：網絡設備受控制器集中管理和控制，無需對網絡設備逐一管理。
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
在SDN出現(xiàn)之前，所有的網絡設備都采用傳統(tǒng)硬件網絡。2006年，Nick團隊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年迎來學術界的發(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相關的技術
OpenFlow：它是OpenFlow控制器與交換機的協(xié)議，也被認為是第一個軟件定義網絡的標準。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.
網絡虛擬化：網絡虛擬化技術是將傳統(tǒng)的硬件網絡資源進行抽象并以軟件化的方式來實現(xiàn)的一種技術。在對傳統(tǒng)的硬件網絡資源進行網絡虛擬化后，網絡會分成兩層，第一層是虛擬網絡即邏輯網絡視圖;第二層是物理網絡即真實物理拓撲。虛擬網絡和物理網絡之間通過網絡虛擬化技術實現(xiàn)解耦，這意味著用戶可以不關心底層的物理網絡，可以隨意通過軟件的方式來創(chuàng)建虛擬網絡設備，并把它們聯(lián)通。通常情況下，網絡虛擬化都是使用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器和物理服務器。軟件SDN則是在服務器虛擬化的基礎上實現(xiàn)SDN，它的優(yōu)勢是對底層的物理網絡沒有依賴。
NFV：即網絡功能虛擬化，是一種將傳統(tǒng)的專有網絡硬件(交換機、路由器、防火墻、負載均衡)功能進行虛擬化，用軟件方式來實現(xiàn)并使用標準硬件而不是專有硬件運行的網絡虛擬化方式。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側重在軟硬件分離和通過通用硬件實現(xiàn)專有網絡功能，SDN主要側重在集中控制和控制轉發(fā)分離。
看點三：SDN技術應用
SDN有很多的應用場景，其中最廣泛的應用場景是數(shù)據(jù)中心網絡。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心存在硬件設施規(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，網絡也由傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心網絡向軟件定義數(shù)據(jù)中心網絡過渡。
軟件定義數(shù)據(jù)中心網絡是SDDC的核心功能之一。SDDC基于虛擬化技術，計算、存儲、網絡被抽象成統(tǒng)一的虛擬資源池，進而可以實現(xiàn)資源動態(tài)分配。例如，用戶可以動態(tài)創(chuàng)建虛擬機和構建虛擬網絡拓撲，這樣就使得計算、存儲、網絡資源的統(tǒng)一編排成為可能。SDN在數(shù)據(jù)中心網絡中的應用有很多，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)中心網絡的解決方案。
圖片來源：《重構網絡：SDN架構與實現(xiàn)》(楊澤衛(wèi)，李呈)
SDN應用的另一個較廣泛的場景是SD-WAN。傳統(tǒng)WAN有著較大缺陷，一方面依賴專用網絡設備和運營商專線，另一方面運營商提供的WAN服務成本越來越高，同時WAN網絡利用率成為企業(yè)和運營商的難題。而SD-WAN能夠解決上述的部分難題。
SD-WAN將網絡功能從WAN網絡硬件中分離出來，通過提供通用網絡編程接口使IT人員可以通過軟件編程的方式控制和管理WAN網絡。
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相關硬件設備成本和連接成本;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)網絡、局域網和移動網絡等多個領域都有著出色的應用。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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