官术网_书友最值得收藏!

  • 走近SDN/NFV
  • 張嬌
  • 2454字
  • 2020-08-21 18:04:00

1.2 SDN的發(fā)展歷程

我們知道,當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)對(duì)流量的控制和轉(zhuǎn)發(fā)都依賴網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,這些設(shè)備集控制和轉(zhuǎn)發(fā)于一體,并且都由廠商預(yù)先設(shè)定。用戶想要添加新的功能,需要設(shè)備廠商重新研發(fā),這些都要經(jīng)歷一個(gè)較長(zhǎng)的周期后才能實(shí)現(xiàn)。用戶如果根據(jù)自己的需求更改配置,必須使用廠商提供的接口登錄每一臺(tái)設(shè)備再進(jìn)行操作,且能實(shí)現(xiàn)的更改有限。于是,研究者提出了將網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的控制和轉(zhuǎn)發(fā)分離的設(shè)想,以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的可編程,由此推動(dòng)了轉(zhuǎn)發(fā)和控制單元分離(Forwarding and Control Element Separation,F(xiàn)orCES)及路由控制平臺(tái)(Routing Control Platform,RCP)兩項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展。但這兩項(xiàng)技術(shù)由于缺乏相應(yīng)廠商的支持和配合等各方面的因素,最終僅是“曇花一現(xiàn)”,但數(shù)控分離的思想?yún)s被SDN繼承了。

SDN最初起源于斯坦福大學(xué)的“Clean-Slate Design for the Internet(Clean-Slate)”項(xiàng)目。2006年,斯坦福大學(xué)聯(lián)合美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)以及多個(gè)工業(yè)界廠商共同啟動(dòng)了這一項(xiàng)目。該項(xiàng)目的目標(biāo)為摒棄傳統(tǒng)漸進(jìn)疊加和向前兼容的原則,實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)的重塑。同年,斯坦福大學(xué)的研究生Martin Casado參與了該項(xiàng)目,并負(fù)責(zé)其中的一個(gè)子項(xiàng)目——Ethane。Ethane旨在提出一個(gè)新興的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的集中式管理,提高網(wǎng)絡(luò)的安全性和管理的靈活性。為此,Martin Casado部署了由1臺(tái)控制器和19臺(tái)交換機(jī)組成的小型網(wǎng)絡(luò),用于管理300個(gè)有線用戶和一些無(wú)線用戶的流量。網(wǎng)絡(luò)管理員可定義一個(gè)全網(wǎng)的安全策略,并將這些策略應(yīng)用于交換機(jī),再由交換機(jī)執(zhí)行,以控制用戶流量的走向。

Martin Casado的導(dǎo)師——斯坦福大學(xué)的Nick McKeown教授對(duì)Martin Casado的這個(gè)項(xiàng)目非常重視,并給Martin Casado提出了很多建設(shè)性意見。在研究過(guò)程中,師徒倆想進(jìn)一步提高Ethane的設(shè)計(jì),即解耦傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的控制平面和轉(zhuǎn)發(fā)平面,轉(zhuǎn)發(fā)平面僅僅負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的高速轉(zhuǎn)發(fā),轉(zhuǎn)發(fā)策略則由控制平面通過(guò)可編程的標(biāo)準(zhǔn)接口下發(fā)給轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備,這樣,網(wǎng)絡(luò)的管理和配置就會(huì)變得簡(jiǎn)單。于是,兩人開始著手研究一款名為NOX的控制器,想把它用作單獨(dú)的控制平面。控制器和交換機(jī)已具備,但控制器和交換機(jī)之間如何通信呢?Martin Casado和Nick McKeown設(shè)想每一臺(tái)交換機(jī)若能向控制器提供一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的接口,那么控制器通過(guò)這些接口對(duì)交換機(jī)進(jìn)行集中控制和策略下發(fā)的操作會(huì)變得靈活便捷。于是他們開始研究控制器和交換機(jī)通信的協(xié)議,即傳說(shuō)中的OpenFlow協(xié)議。

隨后,在2007年的ACM SIGCOMM會(huì)議上,Martin Casado將Ethane項(xiàng)目的研究成果整理成一篇名為“Ethane:Taking Control of the Enterprise”的論文,該論文獲得了學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注。實(shí)際上,Ethane包含了SDN的早期思想,即基于流表的轉(zhuǎn)發(fā)和中央控制器,因而被視為SDN架構(gòu)的雛形。同一年,為進(jìn)一步完善SDN的概念,Martin Casado和Nick McKeown邀請(qǐng)加州大學(xué)伯克利分校的Scott Shenker等共同創(chuàng)建了一個(gè)致力于創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)虛化技術(shù)的公司——Nicira(2012年被VMware收購(gòu))。Nicira的誕生標(biāo)志著SDN邁出了走向工業(yè)界的第一步。

2008年,Nick McKeown在ACM SIGCOMM會(huì)議上發(fā)表了名為“OpenFlow:Enabling Innovation in Campus Networks”的論文,首次提出了將OpenFlow協(xié)議用于校園網(wǎng)絡(luò)試驗(yàn)的創(chuàng)新項(xiàng)目中。OpenFlow是一個(gè)用于控制平面的控制器和數(shù)據(jù)平面的交換機(jī)進(jìn)行交互的協(xié)議。OpenFlow協(xié)議實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的數(shù)控分離,從而使控制器得以專注于決策控制工作,而交換機(jī)僅需專注于轉(zhuǎn)發(fā)工作,極大地簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu),提升了網(wǎng)絡(luò)管理和配置的靈活性,同時(shí),使得網(wǎng)絡(luò)具有強(qiáng)大的可編程能力。OpenFlow協(xié)議的發(fā)布在SDN的發(fā)展歷史上具有劃時(shí)代的意義,引發(fā)了人們對(duì)SDN技術(shù)的廣泛關(guān)注。同年,Nick McKeown和Martin Casado研發(fā)的第一個(gè)開源控制器NOX面世,這有力地推動(dòng)了SDN系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的部署。

2009年,由OpenFlow協(xié)議引出的SDN概念入圍麻省理工科技評(píng)論評(píng)選出的十大前沿技術(shù),SDN自此獲得了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的廣泛認(rèn)可和大力支持。同年,OpenFlow協(xié)議規(guī)范1.0正式發(fā)布,OpenFlow開始走進(jìn)公眾視野。

2011年,Nick Mckeown團(tuán)隊(duì)聯(lián)合Google、Facebook、NTT、Verizon、德國(guó)電信、微軟、雅虎7家企業(yè)共同成立了ONF。ONF致力于推動(dòng)SDN架構(gòu)、技術(shù)的規(guī)范和發(fā)展工作。2012年,ONF便發(fā)布了SDN白皮書“Software-Defined Networking:The New Norm for Networks”,提出了SDN的正式定義:“SDN是一種支持動(dòng)態(tài)、彈性管理的新型網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu),是實(shí)現(xiàn)高帶寬、動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)的理想架構(gòu)。SDN將網(wǎng)絡(luò)的控制平面和數(shù)據(jù)平面分離,并對(duì)數(shù)據(jù)平面的資源進(jìn)行了抽象,支持控制平面通過(guò)統(tǒng)一的接口對(duì)數(shù)據(jù)平面進(jìn)行編程控制”。ONF在該白皮書中提出的SDN三層架構(gòu)模型(應(yīng)用層、控制層和基礎(chǔ)設(shè)施層)獲得了業(yè)界的廣泛認(rèn)可。

2012年被世界視為SDN商用元年。在這一年中,SDN的商業(yè)化部署取得了許多重大進(jìn)展。Google宣布其主干網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)全面運(yùn)行在OpenFlow協(xié)議上,并且通過(guò)10Gbit/s的網(wǎng)絡(luò)連接分布在全球各地的12個(gè)數(shù)據(jù)中心,使廣域線路的利用率從30%提升到接近飽和,從而證明了OpenFlow協(xié)議不再是停留在學(xué)術(shù)界的一個(gè)研究模型,而是完全具備商業(yè)可行性的技術(shù)。同年,德國(guó)電信等運(yùn)營(yíng)商開始研發(fā)和部署SDN;Big Switch兩輪融資超過(guò)3800萬(wàn)美元;VMware以12.6億美元收購(gòu)了Nicira。這些成功的商業(yè)案例標(biāo)志著SDN完成了從實(shí)驗(yàn)技術(shù)向?qū)嶋H網(wǎng)絡(luò)部署的重大跨越。同年,AT&T、BT、Deutsche Telecom、Orange、Telecom Italia、Telefonica和Verizon聯(lián)合發(fā)起成立了NFV產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟,旨在將SDN的理念引入電信業(yè)。

2013年4月,Cisco、IBM、Juniper、VMware等企業(yè)聯(lián)合發(fā)起了開源項(xiàng)目——OpenDaylight。該項(xiàng)目致力于開發(fā)SDN控制器、南向/北向應(yīng)用程序接口(AppCication Programming Interface,API)等軟件,打破大廠商對(duì)網(wǎng)絡(luò)硬件的技術(shù)封鎖,驅(qū)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)創(chuàng)新,使網(wǎng)絡(luò)管理更容易。OpenDaylight項(xiàng)目的創(chuàng)建代表了傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)廠商對(duì)SDN的認(rèn)可。

2014年12月,由斯坦福大學(xué)和加州大學(xué)伯克利分校的SDN知名研究者共同創(chuàng)立的ON.Lab推出了新的SDN開源控制器——開放網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)(Open Networking Operating System,ONOS)。至此,SDN開源控制器領(lǐng)域形成了OpenDaylight和ONOS兩大陣營(yíng)。ONOS是首款面向網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商和企業(yè)骨干網(wǎng)的開源SDN操作系統(tǒng),主要致力于推動(dòng)SDN在大規(guī)模組網(wǎng)場(chǎng)景下的應(yīng)用,支持設(shè)備的白盒化,滿足電信級(jí)網(wǎng)絡(luò)在高可用性、高性能及可擴(kuò)展性方面的需求。同年,可編程、協(xié)議無(wú)關(guān)的數(shù)據(jù)包處理器(Programming Protocol-Independent Packet Processors,P4)的發(fā)布,開啟了SDN數(shù)據(jù)平面可編程的先河。

2015年,ONF發(fā)布了一個(gè)開源SDN項(xiàng)目社區(qū),該項(xiàng)目提出的軟件定義廣域網(wǎng)成為第二個(gè)成熟的SDN應(yīng)用市場(chǎng)。

隨著SDN的不斷發(fā)展,SDN與其他技術(shù),如云計(jì)算、NFV的聯(lián)系愈加緊密,各種各樣的產(chǎn)品相繼出現(xiàn)。SDN邁著穩(wěn)健的步伐逐漸走向商業(yè)化。對(duì)于SDN的未來(lái)發(fā)展,業(yè)界看法不一,有人認(rèn)為SDN只能停留在少數(shù)大型企業(yè)的專用骨干網(wǎng)絡(luò)或數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)中,或許會(huì)成為運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)附屬功能;也有人認(rèn)為SDN技術(shù)必將掀起一場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的革命。不管SDN最終會(huì)走向何方,其當(dāng)前的發(fā)展趨勢(shì)表明,SDN將在運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型、產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用等方面發(fā)揮重要作用。

主站蜘蛛池模板: 清水河县| 江孜县| 通海县| 华亭县| 呼伦贝尔市| 家居| 长寿区| 文山县| 锦州市| 内乡县| 通州区| 翁源县| 庆安县| 丹寨县| 榆林市| 西城区| 包头市| 台州市| 南汇区| 石城县| 江陵县| 开江县| 高要市| 安乡县| 鹤山市| 博湖县| 新巴尔虎右旗| 宣恩县| 广昌县| 大洼县| 霍城县| 纳雍县| 平阴县| 锦州市| 时尚| 米脂县| 南康市| 宣武区| 宜章县| 鸡西市| 侯马市|