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    2. SDN控制器三大用處

      2017-03-23 10:51  出處:其他  作者:佚名   責任編輯:wenjunhao 

        SDN控制器是網絡的一種操作系統,是軟件定義網絡中的應用程序,負責流量控制以確保智能網絡,允許服務器告訴交換機向哪里發送數據包,基于軟件的網絡控制使得集成業務申請和網絡更容易。

        1. 南向接口

        這個方面很好描述,交換機來自不同的廠家,控制器來自不同的廠家,如何讓它們互聯互通?本質上,這不是一個技術問題,而是不同廠商的利益問題。ONF的OpenFlow和OF-Config,Cisco的OpFlex,甚至有些廠家使用XML/Json + REST API。根據目前的情況,要建立南向接口標準困難重重。

        OpenFlow + OF-Config是目前最好的選擇,標準相對而言最完善,開源的實現最完整并且已經有廠家開始開始支持OpenFlow1.3和1.4了;贠penFlow的系統已經在Google得到了部署[link]。

        對于OpFlex和ACI,博主還呈觀望態度。如果沒有Cisco之外的其他交換機廠商支持,用戶仍然會陷入vendor lock-in的窘境,希望通過SDN節省成本可能會比較困難。

        對于采用XML/Json + REST API作為南向接口,博主并沒有特別強烈的偏好。不少云服務提供商的網絡就是用REST API從控制器向交換機推送配置的。唯一的問題是:這種集中的配置管理其實只是包裝在傳統網絡上面的一個feature,交換機之間仍然通過傳統的二層三層協議互聯互通。這種方案不會節省網絡部署和運維的成本,相反,由于這個新的feature,企業可能還要購買額外的軟件,聘請額外的工程師圍繞這個新feature進行開發和維護。這也從一個側面解釋了為什么有些企業部署所謂的SDN之后,成本反而增加:它們SDN的不徹底。

        2. 分布式的狀態管理

        也許大家會問:SDN都集中控制了,哪里需要分布式的狀態管理呢?但事實上,這是一個非常棘手的問題。博主會在之后的文章里詳細討論這個問題,這里給大家舉個例子先:試想在SDN網絡中的一條link突然斷了,交換機將這個事件通知了SDN控制器。SDN控制器決定將所有經過這條link的流轉移到另外一條路徑上,換言之,僅僅斷掉一條link,新舊路徑上的每一個交換機都需要做出相應的更新。更復雜的問題是:SDN控制器應該以怎樣的順序來更新眾多的交換機呢?由于SDN控制器和各個交換機的通信延時,控制平面的擁塞狀況,交換機CPU的負載不同,SDN控制器發給各個交換機的Flow_Mod會無序的生效。那么,在流表被更新的這段時間,網絡便處于一個完全無法描述的狀態。擁塞丟包,路由黑洞都可能在這段時間發生。如果這段時間足夠的短,整個網絡馬上從上一個穩定的狀態進入到下一個穩定的狀態,大家也需可以接受。但是如果由于某些原因,這次狀態變化失敗,我們是否允許網絡處于一個未知的中間狀態?我們是否需要像數據庫那樣支持網絡狀態的回滾?通過這個簡單的例子,我們已經發現,要維持SDN控制器和網絡中所有交換機的狀態保持同步是一件非常困難的事情。如何解決這個問題,博主會在稍后的博文中分享一些教訓。

        3. 用戶模型到轉發模型的映射

        正如Martin所說,這個問題是SDN中最難也是最容易被忽略的一個問題。我們不妨集體腦補一個場景,看看這究竟是一個什么樣的問題:博主我剛剛用最高大上的SDN技術搭建了一個支持多租戶的數據中心(multi-tenancy datacenter)。我很開心的迎來了第一個租戶(tenant),這個租戶的要求是建立一個擁有2 臺web服務器和1臺數據庫服務器的網站。web 服務器和數據庫屬于不同的子網,在web服務器之前需要部署一個防火墻。web和數據庫之間只允許在TCP端口1234上進行通訊。要命的是,這個租戶希望自己能夠一站式的完成所有以上的配置。我們仔細想想這個要求意味著什么。首先,SDN控制器要允許不同的租戶登錄,并且每個租戶僅僅能夠看到和配置自己的網絡及服務。其次,SDN控制器需要定義一套配置語言,并且這套語言僅僅需要描述業務邏輯,和底層網絡沒有絲毫的關系。再次,在租戶定義完成之后,不論實際網絡的拓撲是什么樣子,SDN控制器都需要把租戶的配置轉變為網絡中實實在在的流表。在上面的這個例子中,SDN控制器甚至需要部署防火墻等網絡服務。有些數據中心是使用專門的硬件來履行這些網絡服務的,那么SDN控制器就一定要準確的計算和更新流表,確認網絡流量會沿著正確的路徑經過這些硬件服務節點。

        在設計SDN系統時,還存在一些更難的問題,比如高可靠性(high availability),自動化部署(zero-touch provisioning),無丟包升級(hit-less upgrade)等等。之后的博文中會陸續涉及。在這里博主只想強調:要設計一個最最基本的SDN系統,這里所提到的三個方面是一定要仔細斟酌,設計和施工的。

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