SDN是業務 OpenFlow是技術
2013-01-04 20:44:11 本站原創很多人都不了解OpenFlow和軟件定義網絡(SDN)之間的差異。這并不奇怪，因為這兩種技術是如此地緊密相關。然而，它們又是不可替換的。OpenFlow是配置網絡交換機的一種協議，采用的過程類似于API。而SDN則是描述網絡基礎設施內部可編程接口的一個術語，這樣的接口可以讓網絡服務的配置高度自動化。SDN正在被市場營銷人員所濫用，用來指稱各種不同的技術。
事實上，SDN的定義很清晰。一個SDN網絡有三個架構層：物理網絡、SDN應用和SDN控制器。我們來仔細分析一下這三個層。
物理網絡。這是網絡的最底層，由各種物理設備構成，形成所有IT基礎設施的基礎。我們之所以使用術語“交換機”，是因為OpenFlow改變了以太網交換機的工作方式。就本文而言，你還要考慮物理基礎設施的虛擬交換機部分。
SDN應用。這是SDN設計中最容易看到的層，是交付各種服務，如交換機/網絡虛擬化、防火墻和流量均衡器(注意：基于OpenFlow的負載均衡器叫做流量均衡器)等的各種應用所在的層。這些應用有點兒類似于我們今天在專用硬件上所使用的軟件。網絡中的大部分創新都將出自SDN應用。
SDN控制器。SDN控制器是中間件，是整個SDN架構的關鍵所在。該控制器必須與網絡中的所有物理和虛擬設備相集成。該控制器通過與物理網絡設備相應的SDN軟件中去抽象各種物理設備。控制器與網絡設備之間是高度集成的。在OpenFlow環境中，控制器將使用OpenFlow協議和NETCONF協議與交換機進行通信(OpenFlow是API，它發送流數據給交換機，而NETCONF則是網絡配置API)。
在現有的各種SDN方式中，一般是廠商提供應用，控制器是單一產品。舉例說，Nicira/VMware將其應用于控制器打包成一個專利的應用堆棧。思科則將其控制器打包成OnePK產品，嵌入思科設備上的IOS軟件中。我預計思科不久也會發布一款主控制器。Big Switch最近發布的商用版本SDN控制器可提供在控制器上運行的兩個應用：Big Virtual Switch和Big Tap。
顯然，控制器是網絡架構中的關鍵。它必須為各種應用提供API，才能讓應用呈現其有用的功能，所以爭奪SDN市場統治地位的最激烈的戰爭也將在這里發生。
SDN API：新的戰場
SDN架構有兩種不同的網絡API：北向的和南向的。OpenFlow是南向的API。OpenFlow是工業標準API，可在以太網交換機中配置幀轉發硅片，定義網絡的流量路徑。除此之外，負責監管OpenFlow協議的標準組織開放網絡基金會(ONF)，發布了一個叫OF-CONFIG的設備配置API。OF-CONFIG采用NETCONF XML數據格式來定義語言。
思科的OnePK也是南向的API。圍繞著OpenFlow是否足以滿足所有的聯網需求有過太多的討論，尤其是關于從包交換網絡向流量網絡遷移的問題。在這樣的遷移中潛藏著一些尚未解決的問題，例如在現有協議STP和OSPF之間需要有互操作性等。
北向API在SDN架構中提供一種機制，為企業提供服務或者應用。每個應用都會為網絡設備形成流量表視圖，然后向控制器發出分發網絡設備的請求。
例如一個虛擬交換應用可在物理和虛擬交換機網絡中構建所有節點的網絡圖/數據庫。在多租戶以太網中，該應用可形成一組流規則，仿真以太網VLAN，同時又保持每個租戶流量的完全隔離。這些流規則包含入口和出口流量值，還有源和目的MAC地址。
從服務到控制器的北向API目前尚未有定義。我認為有三個原因。首先，由于實用案例還不夠多，不足以激勵大廠商進行投資。其次，目前市面上只有為數不多的控制器存在，它們尚未證明自己是可用于生產流量的健壯平臺。第三，不同的應用可能需要不同的控制器API。例如防火墻應用可能需要高性能、低延遲的數據交換，而一個監控應用則可能只需要在流量通過時讀取一下而已。
網絡行業內部各自的選擇取向是不同的。ONF內部有些論壇會為在不久的將來提交一些指南，而IETF已經發表了來自網絡工作組(Network Working Group)有關這一課題的一份草案。
缺乏標準API意味著軟件開發者必須決定他們要為哪個平臺開發應用。舉例說，F5應該為思科還是為Big Switch的控制器開發?如果一家安全公司正在為OpenFlow開發防火墻，那它們是應該選擇惠普的OpenFlow控制器還是IBM的?北向API肯定會在某個時點上標準化，但其格式、性能和數據結構卻可能并未得到很好的理解。因此這個話題的討論還會很多。
尋找彼此適應的位置
在考察OpenFlow和SDN之異同時，還須考慮它們各自在基礎設施中的位置。OpenFlow是技術-to-技術的服務，因為它連接的是控制器和網絡設備。對于用戶或業務來說，它是不可見的。與之相反，SDN則是業務-to-技術接口。SDN向用戶和企業展現服務，然后控制器將這些服務轉變成抽象概念，翻譯成網絡上的動作。現在我們已接近這樣一個時點，可以討論網絡的這場革命了。在今天的網絡中我們還沒有SDN。今天的“網絡管理”平臺還不足以提供可見性和對網絡運營者的控制。這些平臺大部分都會由于SNMP協議的限制而失靈，因為后者只是從網絡中抽取數據的一種標準方法而已(盡管已經有一些工具嘗試著從命令行界面抽取數據)。
SDN擁有一組物理和虛擬網絡的完整抽象。南向API在OpenFlow和NETCONF上有很好的定義基礎，開發者確信這些產品是可以不受限于單一廠商的。在未來數月內，市場將會朝著融合北向API的方向發展。SDN廠商會尋找更多的營銷賣點和創新概念。這些創新將會以控制器和應用的形式出現。
已經有廠商宣布其物理設備和虛擬交換機可支持OpenFlow，例如Open vSwitch和思科Nexus 1000V。市場的下一步行動將是確認OpenFlow控制器和應用能否向企業交付各種服務。正如前面所提到的，Big Switch宣布了其OpenFlow控制器自帶的兩個應用。惠普也宣稱它的一些應用將在2013年交付。隨著越來越多的應用出現，SDN的采納過程也將加速。
