【话题讨论】谈行业 赢三T硬盘 谈谈你对SDN的看法

arron刘

SDN，即 Software-Defined Network（软件定义网络），由于传统的网络设备（交换机、路由器）的固件是由设备制造商锁定和控制，所以 SDN 希望将网络控制与物理网络拓扑分离，从而摆脱硬件对网络架构的限制。随着IT行业的发展，SDN已经成为了网络行业内热门的话题，而SDN对网络设备厂商、器件厂商、传统IT设备厂商乃至整个产业链是挑战，更是价值转移和产业链重整的机会。未来，SDN将在整个网络的垂直方向，让网络开放、标准化、可编程。SDN需要大到网络、小到设备都具备“可编程”的能力，随着SDN的推进，可编程网络、可编程交换机正呼之欲出。

讨论话题：对于SDN，究竟它的核心本质是什么？在标准方面如何统一？？用户该如何选择设备？

讨论时间：2013.8.26--2013.9.15

活动奖励：活动结束后将会根据每位会员回复内容发送徽章，参加三T硬盘的拍卖活动。


活动详情：http://bbs.chinaunix.net/thread-4096194-1-1.html

yuanzh78

知识普及：

软件定义网络（Software Defined Network, SDN ），是由美国斯坦福大学clean slate研究组提出的一种新型网络创新架构，其核心技术OpenFlow通过将网络设备控制面与数据面分离开来，从而实现了网络流量的灵活控制，为核心网络及应用的创新提供了良好的平台。

从路由器的设计上看，它由软件控制和硬件数据通道组成。软件控制包括管理(CLI,SNMP)以及路由协议(OSPF,ISIS,BGP)等。数据通道包括针对每个包的查询、交换和缓存。这方面有大量论文在研究，引出三个开放性的话题，即“提速2倍”，确定性的(而不是概率性的)交换机设计，以及让路由器简单。
事实上在路由器设计方面我们已经迷失了方向，因为有太多的复杂功能加入到了体系结构当中，比如OSPF，BGP，组播，区分服务，流量工程，NAT，防火墙，MPLS，冗余层等等。个人认为，我们在20世纪60年代定义的“哑的，最小的”数据通路已经臃肿不堪。
编辑本段
技术优势

由于传统的网络设备（交换机、路由器）的固件是由设备制造商锁定和控制，所以SDN希望将网络控制与物理网络拓扑分离，从而摆脱硬件对网络架构的限制。这样企业便可以像升级、安装软件一样对网络架构进行修改，满足企业对整个网站架构进行调整、扩容或升级。而底层的交换机、路由器等硬件则无需替换，节省大量的成本的同时，网络架构迭代周期将大大缩短。
举个不恰当的例子，SDN技术就相当于把每人家里路由器的的管理设置系统和路由器剥离开。以前我们每台路由器都有自己的管理系统，而有了SDN之后，一个管理系统可用在所有品牌的路由器上。如果说网络系统是功能机，系统和硬件出厂时就被捆绑在一起，那么SDN就是Android系统，可以在很多智能手机上安装、升级，同时还能安装更多更强大的手机App（SDN应用层部署）。[1]
编辑本段
对比

计算机系统的持续革新已经创造了新的抽象层，从最初的操作系统到如今的虚拟化。每次都抽象底层的硬件，同时在上层创造一个新的用于竞争和革新的平台。然而在网络方面，软硬件的功能划分就不那么清晰，正确的可编程平台变得难以捉摸，以至于我们开发了动态网络、网络处理器和软件路由。一个逐步显现的趋势指出，越来越多的网络基础设施将用数据通道之外的软件来定义。
对比计算机领域，PC工业已经找到一个简单可用的硬件底层(x86指令集)。在软件定义方面，顶层(应用程序)和底层(操作系统和虚拟化)都在爆炸式地发展。开源方面，有10万个开发者参与了标准化进程，加速了创新。可见，硬件底层+软件定义的网络+开源文化就能推动创新，网络创新亦需如此，这个底层需要我们去实现。
一个简单稳定通用的底层需要具备以下属性：
1. 允许应用程序的繁荣发展。比如在因特网领域，稳定的IPv4带来了Web的繁荣；
2. 允许其顶部的基础设施能用软件定义。比如因特网领域的路由协议、管理等；
3. 体系结构本身能够快速创新。

chenyx

软件定义网络（Software Defined Network, SDN ），是一种新型网络创新架构，其核心技术OpenFlow通过将网络设备控制面与数据面分离开来，从而实现了网络流量的灵活控制，为核心网络及应用的创新提供了良好的平台。
SDN诞生于美国GENI项目资助的斯坦福大学Clean Slate课题，斯坦福大学Nick McKeown教授为首的研究团队提出了Openflow的概念用于校园网络的试验创新，后续基于Openflow给网络带来可编程的特性，SDN的概念应运而生。
2012年4月，谷歌宣布其主干网络已经全面运行在OpenFlow上，并且通过10G网络链接分布在全球各地的12个数据中心，使广域线路的利用率从30%提升到接近饱和。从而证明了OpenFlow不再仅仅是停留在学术界的一个研究模型，而是已经完全具备了可以在产品环境中应用的技术成熟度。

从上面引用的文章来看,SDN的发展是随着互联网高并发对互联设备的要求产生的技术,其产生的背景就是分布式数据查询以及大数据的查询

这种实现SDN方法的核心概念是在网络要素和SDN控制器之间使用OpenFlow协议，再由一个SDN控制器来设计交换机的数据转换。

从这个表述来看,SDN有标准协议,通过不同的语言的Api,可以直接操控网络上支持该协议的网络设备以及节点.

从目前的SDN的现状来看,其大规模部署的时机还不成熟,由于芯片等的制约,以及通过基于控制器的SDN模式节约成本的方法还不明朗,虽然傻瓜式交换机会比传统交换机要便宜,但是在目前的市场状态下,SDN的开发很难在近期实现傻瓜式交换机和路由器.另外,即便有了全能型OpenFlow设备,大部分IT企业都愿意再观望一下;此外,有些IT企业还愿意以混合模式采用SDN.

总之,未来SDN的发展前景还是不错的,SDN的推广还需要一定的时间.

GB_juno

所谓SDN，我觉得其实就是在实现控制平面上定义网络流量。控制平面和数据平面是网络上的术语，简单的打个比方，比如说路由器，路由算法是控制流量的走向的，是控制平面；而底层转发则是数据平面，流量转发由上面的算法决定。网络厂商都比较封闭而无法控制，在传统的交换机上无法控制网络的流量，只能根据固有的算法去转发。现在比较火的OpenFlow是实现SDN的方案之一，主要是分离了控制平面和数据平面，控制平面提供接口，使用者通过这些接口定义流表，然后转发平面对经过的流量包按照定义的流表进行定义好的操作，通常都是中心控制器+交换机的模式进行。
目前来说基于OpenFlow的有两种方式，一种是完全的OpenFlow交换机，完全由用户定义的OpenFlow交换机；一种是兼容型的OpenFlow交换机，就是也能跑传统的协议，能够顺利的利用原有的设备，比如说原来有3台路由器，多增加1台兼容型OpenFlow设备，这个兼容型OpenFlow设备同意也能跑传统的协议，与路由器一起配合工作，不过同样可以定义这台OpenFlow的流表。
此外，SDN不一定要靠OpenFlow实现的，只不过现在OpenFlow比较引人关注而已，目前比较成功的先行者就是Google，Google的数据中心里面用OpenFlow减少了很多“多数据中心流量传输流量”，Google通过数据分析发现其实很多跨数据中心的流量是很不必要并且是浪费，最后通过自己定制的OpenFlow交换机，自定义网络的方式成功减少了跨数据中心流量；另外就是通过OpenFlow+通道复用等方式，成功的在原有物理线路不变的情况下，打造了一个高效SDN，能够在上面跑更多流量的业务。
当然，现在SDN还是在推广，不过我觉得只对拥有数据中心的公司比较有效，一般的企业估计也用不上这么高科技的玩意。

laputa73

SDN初期是云主机厂家想从网络设备厂家分一杯羹
后来演变成设备厂家自己的SDN
核心的技术还是基于intel平台的pc具备了千兆乃至万兆的线速处理能力
在特定领域可以挑战RISC/NP/FPGA架构

未来如何演进,还需要 拭目以待.

tomac_cu

SDN的前提是要有足够大的网络，足够大的容量和足够多的设备。
一般的企业如果谈到SDN就太不自量力了。
所以SDN还是交给少数人去谈论吧，

lbseraph

接触不多，但从定义来看，是否可以连接为网络层面的统一OS？这个对硬件兼容性也有要求，同时还得看思科这种大头是否加入支持了。至少对管理员来说是好事，用一个平台就能管理多厂家不同硬件设备。

rover12421

从这张图片可以更容易了解SDN.
我的理解是就,屏蔽物理设备,用软件来控制网络.
听到的不多,这个东西应该还在推广阶段吧,不知道价格如何.
比较看好.现在的基础路由的网络控制太弱了,贵的不划算.如果价格合理的话,在中小心企业部署一个这样的SDN,我想会减少不少网维人员的负担.

forgaoqiang

哈哈 看样子楼上也去查阅了Wikipedia了，并且贴上了官方的示例图片 @rover12421

其实要说SDN的话，还是要从SDN使用的协议 OpenFlow说起，让贫道娓娓道来：

    随着数据量的增大，网络传输要求在不断提高，因此就需要不断的发展网络，这时候就出现了两派任务。改良派认为可以在原有的基础设施上添加新的协议来解决问题，改革派则认为必须推倒一切重来。改革派的一个方案就是传说中的OpenFlow协议。

    传统的计算机硬件和系统发展之所以这么迅速，就是因为计算机领域有一个简单那通用的硬件底层（x86指令集），所以的操作系统和应用都可以基于这个通用的方法，因此网络学者们也看到了这个方法，因此指导思想是：网络可以复制计算机领域的成功来解决现在网络所遇到的所有问题。这样的结论下，未来的网络就是：交换机路由器是底层最小的单位，给他们定义一个开放的公用API，然后采用控制器来控制整个网络。
  
    OpenFlow正是这种网络创新思想的强有力的推动者。OpenFlow交换机将原来完全由交换机/路由器控制的报文转发过程转化为由OpenFlow交换机（OpenFlow Switch）和控制服务器（Controller）来共同完成，从而实现了数据转发和路由控制的分离。控制器可以通过事先规定好的接口操作来控制OpenFlow交换机中的流表，从而达到控制数据转发的目的。

网络组成

    OpenFlow网络由 OpenFlow交换机、FlowVisor 和 Controller 三部分组成。OpenFlow交换机进行数据层的转发；FlowVisor对网络进行虚拟化；Controller对网络进行集中控制，实现控制层的功能。

OpenFlow交换机
    OpenFlow交换机是整个OpenFlow网络的核心部件，主要管理数据层的转发。OpenFlow交换机接收到数据包后，首先在本地的流表上查找转发目标端口，如果没有匹配，则把数据包转发给Controller，由控制层决定转发端口。交换机本身可以分类为 OpenFlow专用交换机和支持Openflow的交换机。

FlowVisor
    类比计算机的虚拟化，FlowVisor就是位于硬件结构元件和软件之间的网络虚拟层。FlowVisor允许多个控制同时控制一台OpenFlow交换机，但是每个控制器仅仅可以控制经过这个OpenFlow交换机的某一个虚拟网络（即slice）。因此通过FlowVisor建立的试验平台可以在不影响商业流的转发速度的情况下，允许多个网络试验在不同的虚拟网络上同时进行。FlowVisor与一般的商用交换机是兼容的，而不需要使用FPGA和网络处理器等可编程硬件。

Controller
    OpenFlow实现了数据层和控制层的分离，其中OpenFlow交换机进行数据层的转发，而Controller实现了控制层的功能。Controller通过OpenFlow协议这个标准接口对OpenFlow交换机中的流表进行控制，从而实现对整个网络进行集中控制。Controller的这一切功能都要通过运行NOX来实现，因此NOX就像是OpenFlow网络的操作系统。此外，在NOX上还可以运行Plug-n-serve、OpenRoads以及OpenPipes等应用程序。

SDN就是基于OpenFlow协议的 软件定义网络，附图两张，便于理解~~：

• 客户端发出一个packet，到达Switch。
• Switch match flow table失败，packet enqueue，同时发送flow entry inquiry给controller。
• Controller获取相关的路由信息。
• Controller发送flow entry到各个相关的oSwitch。
• packet被依次forward到下一个Switch，直至到达destination。
  

下面引用下Wikipedia进行的概述，请注意红色字体部分

As elastic cloud architectures and dynamic resource allocation evolve and as mobile computer operating systems and virtual machines usage grows, the need has arisen for an additional layer of software-defined networking (SDN). Such a layer allows network operators to specify network services, without coupling these specifications with network interfaces.

forgaoqiang

上面分析了下原理，那么现在对于这次的讨论话题 “对于SDN，究竟它的核心本质是什么？在标准方面如何统一？？用户该如何选择设备？” 发表下我自己的看法：

SDN的本质就是 网络设备的 控制平面 和 数据平面 的分离，每个底层设备都提供通用的API接口，总的调度任务交给上层的Controller控制器，实现网络的整体管理，提高网络转发效率和质量。

标准过程是一个艰难的过程，因为标准涉及到厂家的利益问题，想要形成”天下大同“几乎是不可能的，也只能期望相应的协会能够给出一个通用的协议标准，设备厂家如果能够遵守标准再好不过，至少应该兼容。这个主要还是要靠一些非官方组织来推动。

用户选择设备的话，现在来看应用并不广泛，而且成本较高，并且”纯种“的SDN设备并不支持传统的网络，如果购买兼容SDN的设备又很难发挥其作用。另外SDN属于基础设施级别的，需要整个ISP来推动。唯一能够让我想到的能够用于普通企业的的地方就是 数据中心，其实SDN的最大优势就是控制平面和数据平面分离，要是单看这个情况的话，数据中心还可以应用其他的企业产品，比如Cisco的Nexus 7000/5000 交换机或者 Juniper的 QFabric系列产品【关于云计算网络接入的博文】:wink: 。因此我认为当前企业对于选择 SDN 结构的设备还应该持观望态度。