SDN网络技术大解读

这几年，SDN(Software defined networking)即软件定义网络技术兴起，俨然已经成为新一代的网络技术，其对传统网络的转发和控制分离理念深入人心，SDN为数据中心描述了一幅未来网络的美好蓝图。不断有新建的数据中心在尝试，在自己的网络上部署SDN技术。但更多的人其实对SDN的出身和由来并不了解，很多人对SDN的出身也没有深究过，认为SDN来自ONF(Open Networking Foundation开放网络基金会，致力于推动SDN标准化的非盈利组织)，其实并不准确。

SDN最早源于斯坦福大学的Clean Slate项目组在2006年启动的关于网络安全与管理的项目Ethane，Ethane将传统网络设备的数据转发和路由控制两个功能模块相分离，利用控制器以标准化的接口对各种网络设备进行管理和配置，这正是SDN技术的核心内容。后来，逐渐在全球出现多个研究机构都在研究和推广SDN技术，ONF只是其中影响力较大的一家。除此之外，IETF、ITU、ETSI提出的SDN技术也圈粉不少。所以，SDN可不是老哥一个，而是有多个弟兄，这些兄弟之间长相类似，究竟谁能有出息，获得更多数据中心应用的青睐，还是一个未知数。

ONF的SDN自然要先介绍一下，ONF的成员有90多个公司，基本将所有的网络通信巨头都涵盖了，所以在SDN技术方面很有话语权，希望基于OpenFlow的SDN成为网络新标准，具体包含OpenFlow和OF-CONFIG两部分协议内容。OpenFlow多为常人所知，是指导网络设备流量转发的流表转发规则，通过TCP、TSL或者SSL来传输流量;OF-CONFIG则少有人知，其实OF-CONFIG也非常关键，OF-CONFIG实现了对网络设备的配置自动化部署，下发配置时所采用的协议，一般是用XML来描述数据，通过NETCONF来传输。OpenFlow和OF-CONFIG是全新的网络协议格式，其实标准本身并不复杂，经过不断的版本修改，现在已经基本完整，具备实际商用能力，只不过还需要得到更多的网络设备商认可，在设备上去实现支持，并不断推广使用才行。

IETF(Internet Engineering Task Force，互联网工程任务组)也是大名鼎鼎，数千篇的RFC文稿都是出自它手，RFC协议涵盖了几乎所有的网络协议标准，是以太网协议标准的代言人，任何一种新的网络协议标准几乎都产生在IETF，对于SDN技术，IETF自然不能缺席。IETF在第85次会议上同意成立IRSWG，并将研究组命名为I2RS (Interface to the Routing System)，I2RS提出了SDN体系架构。接下来IETF又发布了重磅的虚拟化网络技术标准VXLAN，VXLAN是IETF定义的NVO3标准技术之一(另外两个是NVGRE和STT)，来自RFC7348，解决数据中心大二层VM迁移和多租户需求。IETF还设有转发与控制分离工作组(ForCES)，ForCES的目标是定义一种架构和相关机制，用于在逻辑上分离的控制平面和转发平面之间交互信息，这正是SDN中转发与控制分离的实现机制，ForCES发布了大量关于SDN技术的RFC文稿。与ONF相比较，IETF相关工作更多的是由网络设备厂商主导，聚焦于SDN相关功能和技术如何在网络中实现的细节上。

ETSI (European Telecommunication Standards Institues，欧洲电信标准协会)主要由欧洲网络运营商组成，正是诸多网络设备商的甲方。作为网络运营商，很多时候在设备采购上，网络技术上经常被设备商牵着鼻子走，在与设备商进行技术博弈时，往往处于下风，这些网络运营商自然不甘如此，ETSI也是一直在寻求网络技术上的改进，SDN成了新的突破口。若能在SDN技术上领先设备商，就能让设备商乖乖地按照ETSI设计的网络标准来实现，在技术上有更大话语权。ETSI的主要工作成果就是NFV网络功能虚拟化白皮书，对NFV的定义、应用场景、基本功能以及SDN等技术关系进行描述。NFV的定义更加宽泛，是网络功能的软件实现，网络功能可以是计算资源、虚拟存储资源、虚拟网络资源或者防火墙/负载均衡器，甚至可以是家庭网关，凡是计算机处理量比较大的功能节点都可以用NFV技术实现，其核心技术是使用X86等通用性硬件以及虚拟化技术实现各种网络功能。

ITU(International Telecommunication Union国际电信联盟)要比ETSI格调要高些，是一个全球性的电信组织。ITU的研究组SG13启动了Y.FNsdn-fm和Y.FNsdn两个项目的研究，分别研究对象是电信网络SDN的需求和架构。ITU的研究组SG11也开始了SDN信令需求和框架的研究工作，侧重对SDN信令需求、信令参考架构、信令的实现机制和协议，协议兼容性测试等标准制定。ITU的标准理论偏多，实际上比ETSI的实际应用还要少，更多进入运营商的网络厂商反而去遵从ETSI的NFV标准，基于NFV标准的SDN技术在运营商市场得到了一些规模部署。

SDN技术经过这几年的发展，已经不断开花结果，繁衍出很多新技术，SDN已经成为一个拥有多种技术的大家族，就连相关的标准都有好几种。SDN有这么多标准，在实际网络建设中应该去遵循哪一个，还是要看具体的数据中心需求。一般来讲，如果是运营商客户，采用ETSI的NFV技术较多，如果是企业客户，采用IETF的I2RS较多。随着这些标准的不断修正，并在实际网络中试水部署应用，基本得到呼声比较高的有：ONF的OpenFlow流表技术，IETF NVO3的VXLAN技术和ETSI的NFV技术(基本在运营商网络应用)，这三种SDN技术基本代表了当前网络技术的最高水平，是未来网络建设发展的基础。这里谈及SDN的出身和过去以及当前的标准发展，让大家对SDN有了全新认识。SDN是一个技术大家族，里面有各种各样的新技术，相互促进相互竞争，推动了SDN技术的不断完善。虽然，SDN包含有很多种类的网络技术，但核心只有一条就是实现网络转发和控制分离的思想，所有的SDN技术都围绕这个核心思想展开研究。未来的网络转发和控制控分离，将软件和硬件分家已成为必然趋势。