SDN技术主要应用场景

软件定义网络(Software Defined Network, SDN)在InfoWorld于2011年11月公布的将影响未来10年的十项新技术中排名第二。2012年7月，SDN代表厂商Nicira被VMware以12.6亿美元收购，随后Google宣布成功在其全球10个IDC网络中部署SDN，这促使SDN引起业界的强烈关注。到底SDN与传统网络架构有何区别?其带来哪些颠覆性创新?

现有网络中，对流量的控制和转发都依赖于网络设备实现，且设备中集成了与业务特性紧耦合的操作系统和专用硬件，这些操作系统和专用硬件都是各个厂家自己开发和设计的。

SDN是一种新型的网络架构，它的设计理念是将网络的控制平面与数据转发平面进行分离，从而通过集中的控制器中的软件平台去实现可编程化控制底层硬件，实现对网络资源灵活的按需调配。在SDN网络中，网络设备只负责单纯的数据转发，可以采用通用的硬件;而原来负责控制的操作系统将提炼为独立的网络操作系统，负责对不同业务特性进行适配，而且网络操作系统和业务特性以及硬件设备之间的通信都可以通过编程实现。

图1 对比

如下图所示，与传统网络相比，SDN的基本特征有3点：

控制与转发分离。转发平面由受控转发的设备组成，转发方式以及业务逻辑由运行在分离出去的控制面上的控制应用所控制。

控制平面与转发平面之间的开放接口。SDN 为控制平面提供开放可编程接口。通过这种方式，控制应用只需要关注自身逻辑，而不需要关注底层更多的实现细节。

逻辑上的集中控制。逻辑上集中的控制平面可以控制多个转发面设备，也就是控制整个物理网络，因而可以获得全局的网络状态视图，并根据该全局网络状态视图实现对网络的优化控制。

图2 对比

SDN的典型架构共分三层，最上层为应用层，包括各种不同的业务和应用;中间的控制层主要负责处理数据平面资源的编排，维护网络拓扑、状态信息等;最底层的基础设施层负责基于流表的数据处理、转发和状态收集。SDN本质上具有“控制和转发分离”、“设备资源虚拟化”和“通用硬件及软件可编程”三大特性，这至少带来了以下好处。

图3 架构

第一，设备硬件归一化,硬件只关注转发和存储能力，与业务特性解耦，可以采用相对廉价的商用的架构来实现。

第二， 网络的智能性全部由软件实现,网络设备的种类及功能由软件配置而定,对网络的操作控制和运行由服务器作为网络操作系统(NOS)来完成。

第三， 对业务响应相对更快,可以定制各种网络参数，如路由、安全、策略、QoS、流量工程等，并实时配置到网络中，开通具体业务的时间将缩短。

细数SDN的五大价值

在SDN已经成为网络新时代的前沿技术和新兴产业的当下，SDN将给传统网络带来怎样的冲击和价值?“SDN带来快捷的服务配置，组网灵活等优势。”这可能是很多软件定义网络(SDN)提供商的炒作。到目前为止，已经有太多的SDN言论，但有真正的实践还很少,这项新兴技术能否给企业带来效益?

如图所示，SDN将控制平面从网络交换机和路由器中的数据平面分离出来，SDN控制器实现网络拓扑的收集、路由的计算、流表的生成及下发、网络的管理与控制等功能，网络层设备仅负责流量的转发及策略的执行。转发与控制分离带来了控制逻辑集中，SDN控制器拥有网络的全局静态拓扑、全网的动态转发表信息、全网络的资源利用率、故障状态等，从而也开放了网络能力，通过集中的SDN控制器实现网络资源的统一管理、整合以及虚拟化后，采用规范化的北向接口为上层应用提供按需的网络资源及服务，实现网络能力开放，按需提供。

图4 物理层

SDN是一种革命性的变革，它解决了传统网络中无法避免的一些问题，包括缺乏灵活性、对需求变化的响应速度缓慢、无法实现网络的虚拟化以及高昂的成本等。在当前的网络架构下，网络运营商和企业无法快速提供新的业务，原因在于他们必须等待设备提供商以及标准化组织同意，并将新的功能纳入到专有的运行环境中才能实现。很显然这是一个漫长的等待过程，或许等到现有网络真正具备这一新的功能时，市场已经发生了很大变化。

有了SDN，形势则发生了改变。网络运营商和企业可以通过自己编写的软件轻松地决定网络功能。SDN可以让他们在灵活性、敏捷性以及虚拟化等方面更具主动性。SDN可以帮助网络运营商和企业，只要通过普通的软件就能随时提供新的业务。通过OpenFlow的转发指令集将网络控制功能集中，网络可以被虚拟化，并被当成是一种逻辑上的资源，而非物理资源加以控制和管理。

SDN通过消除应用和特定网络细节——比如端口和地址之间的关联，使得无需花费时间和金钱重新编写应用和人工配置网络设备即可升级网络的物理平面成为可能。

长期以来，通过命令行接口进行人工配置，一直在阻碍网络向虚拟化迈进，并且它还导致了运营成本高昂、网络升级时间较长无法满足业务需求、容易发生错误等问题。SDN使得一般的编程人员在通用服务器的通用操作系统上，利用通用的软件就能定义网络功能，让网络可编程化。SDN带来巨大的市场机遇，因为它可以满足不同客户需求、提供高度定制化的解决方案。这就使网络运营建立在开放软件的基础上，不需要依靠设备提供商的特定硬件和软件才能增设新功能。

（编辑：ASP站长网）