如何把SDN应用到混合云

背景介绍

如今，大数据、移动互联网的兴起，对信息技术和通信技术的基础架构都提出了更高的要求。需要能提供随需而变、按需供给、灵活稳定的服务。信息产业和通信产业也进入共同发展的时代，SDN作为跨界技术应运而生。

提起SDN，也需要聊下云计算，云计算把计算、存储、网络等资源变成 IT 服务，用户可随需应变，便捷地从池中获取资源，而这些资源可快速供应、交付，最大程度减少用户的资源管理成本。SDN可以为云计算的管理平台提供抽象的API接口，确保各种网络资源的调用，提升数据的高效运转。

可以说，SDN的迅猛发展为信息产品和通信产品带来了巨大的变化。但是，对 SDN技术的定义，迄今未达成共识。如今SDN门派各立，下文首先介绍SDN 主流的四大派系，然后阐述可实践的SDN网路架构的特点，并提供该网络架构下的混合云案例。

SDN 主流四大派系

A派系为 ONF（Open Networking Foundatin，开放网络基金会）

ONF 致力于 SDN 的发展和标准化，是当前业界最活跃、规模最大的 SDN 标准组织。其主要参与者包括雅虎、Google、德国电信、Facebook、微软、Verizon等。该派系是对于SDN比较理想的状态模型规范。ONF提出的SDN的典型架构分为三层，分别如下：

应用层：包含各种不同的业务和应用。

中间控制层：主要负责处理数据平台资源的编排、维护网络拓扑和状态信息。

基础设施层接口：负责处理数据、转发和状态收集。

除了上述三个层次之外，控制层与基础设施层之间的接口和应用层与控制层之间的接口也是SDN架构中的两个重要组成部分。按照接口与控制层的位置关系，前者通常被称作南向接口，后者则被称作北向接口。

南向接口：基础设施层接口与控制层的接口为OpenFlow标准；而北向接口没有定义。

因此，理想化的新一代网络，完全从控制层与数据层全面切割。以后，硬件是什么已经没有关系了。

B 派系由ODL（OpenDaylight）在思科、IBM 等设备厂商推动下成立。目前主流的硬件厂商如华为、H3C ZTE、DELL等都有参与进去。

OpenDaylight是一套以社区为主导的开源框架，旨在推动创新实施以及软件定义网络（简称 SDN）透明化。面对SDN型网络，大家需要合适的工具帮助自己管理基础设施，这正是 OpenDaylight的专长。

作为项目核心，OpenDaylight 拥有一套模块化、可插拔且极为灵活的控制器，这使其能够被部署在任何支持 Java 的平台之上。这款控制器中还包含一套模块合集，能够执行需要快速完成的网络任务。

OpenDaylight 属于设备供应商产品变化联盟。关注如何在新一代的网络来临之前把控先进，适应新业务带来的对设备供应商的需求。

C 派系：ETSI

ETSI 是运营商级别的联盟，主要是为了适应产业的变化。核心目的是加速 NFV 的产业进程和落地应用。成员包括 AT&T、英国电信、德国电信、Orange、Verizon、中国移动等。

D 派系：IETF（Internet Engineering Task Force 互联网络工程任务组）

这是市场上大家经常会用来与Ａ派进行类比的一个派系。

IETF 的核心：以软件驱动网络（Software Driven Network）为出发点研究SDN，代表的是传统网络厂商的利益，主要聚焦于 SDN 相关功能化和技术如何在网络中实现的细节。

主要解决现有的网络设备和现有的网络设备基础中，如何平滑演进至集中控制器的SDN网络。

另外，大家也关注一下软件定义网络 （SDN）和软件驱动网络（Software Driven Network）的区别：从可实践性的角度，软件驱动网络（Software Driven Network）是比较可以推进实践的。

从网络API和实用API中对于设备、网元控制器、SDN控制等进行了逻辑区别。对于目前的设备尽量不改变其状态。通过网元控制器和SDN控制器，把网络的数据转发功能和控制管理功能进行区分。

除以上四大派系之外，SDN的其他的派系还包括3GPP、BBF、CCSA、ONOS 等。这些可以理解为单一行业或场景应用的派系。

产业网络需求

无论是SDN也好，还是新的网络技术，目前的产业对于网络的要求是什么样子的呢？

通过调研多个直接用户，进行了如下的归纳。

1.用户自主服务。像用自来水一样使用网络，尤其是广域网网络。

2.运维自动化、可视化。

3.需要具备统一的私密性要求。

4.按需分配、弹性扩充。

5.统一的平台管理，可以对现有的数据中心资源、企业资源、云服务商资源统一进行管理、监控。

我的团队对可实践的SDN的网络进行了科研型地分析，融合上述主流派系的优势，提出了如下可实践性的 SDN 网络架构。

利用现有网络改造为SDN网络：在所有的接入层、汇聚层与核心层的设备完全不做任何改变。

通过在现有设备接入SDN控制器服务器的方式：对于同一二层网络内的设备进行网络虚拟化。

在不改变现有硬件的情况下，利用 Netconf和已有的设备接口，通过 XML网络实现SDN管理。服务器的作用就是为了实现网络的SDN管理。

骨干网（汇聚）采用可编程控制MPLS （Netconf），所有的设备包含光设备都是可管理设备。方便统一进行管理、监控。

接入网OPENFLOW（狭义的 SDN） 的编程来进行规范网络。

整体的网络架构具体特性如下：

1.冗余性：全局网络物理链路层多线路冗余，POP 节点采用双设备冗余，POP 点的机房采用电力双冗余。

2.可靠性：整体网络数据采用MPLS VPN技术，通过VPLS将二层协议帧封装后在PW上传输、交换，使广域范围内多个局域网在数据链路层面被整合为一张网络，向用户提供虚拟的以太网服务。

3.安全性：通过 VPLS 的方式，通 ID 标识来确保网络唯一通信。

4.兼容性：整体平台不改变客户的任何网络，对于客户的网络架构不做任何改变，可以无缝兼容任何网络形式。

核心网络采用SDN网络云服务商（阿里云、腾讯云、青山云）等在 NNI 层对接。客户在接入网络中，可以采用 VPN、运营商专线、裸纤的方式。

混合云中的SDN，中间网络选择需要注意的问题

1、混合云专线选择

公网 VPN：通常使用 GRE 隧道 +IPSec 建立 VPN 专线优点：低成本、易操作、可应对轻量化应用缺点：受公网环境影响容易丢包和抖动、传输质量不稳定。

专线：运营商 MSTP/SDH 专线或第三方服务商的以太网专线）优点：无拥堵和丢包问题：线路稳定、低延迟、安全性高、能够应对各类应用及超大型应用负载。缺点：需要一定的成本、客户需要有较高的服务要求。

目前通常的做法都是无异于上面的两种。

2、 网络延迟与丢包的考虑

延迟和丢包率是衡量网络质量的最主要指标，两者越低说明网络质量越好。专线的延迟会因地理距离有所差异，但特征是稳定，丢包率接近0，一般低于 0.2%。

延迟和丢包率对于网站终端用户影响不大，但对于服务端之间的数据库同步备份却是致命的，尤其对于类似两地三中心的高可用架构。

3、 专线SLA考虑

SLA（可用性服务），SLA越高代表可用性越强，价格也会越高；尽可能选择专线的 SLA与云服务SLA保持一致。与服务商签署协议前确认SLA，避免不知情造成的损失。

目前的运营商级别的解决方案，在广域网层面也通常为99.9级别。对于4个 9及以上，理论上存在的，但是，在时间的业务支撑中往往是无法达到的。

4、 私有云环境选择

新托管用户可参考综合指标：机房等级，地理位置、交通便利、电力保障及相关条件、网络连接条件等，选择比较符合自身需求以及未来网络可拓展空间等。

已托管用户对于已托管某 IDC 的用户，且需搭建混合云环境，但网络互联条件有限或其它原因，可通过 IDC 服务商或运营商专线解决网络互联。

5、 公有云的学习成本

产品线丰富，专业性较强，用户普遍对产品的理解有限

8成用户面对混合云组网技术问题无法独立完成

少数企业的运维人员和架构师通过考试获得云计算认证

针对这些问题，下边给出我个人的经验：

1、 网络架构选择：

结合公司现有网络结构，根据预算和运维综合情况作出选择

如现有网络结构复杂，体量大，则建议维持现状，可通过专线上云缓冲架构变更

如新开资源，预算宽裕，且希望日后管理拓展方便，可考虑私有云主机或云物理机

高可用架构，可选云的两地三中心（公有云两个可用区，加上自有IDC的备份）

向混合云服务商咨询，出解决方案

2、 线路选择：

公网VPN或服务商专线均可满足不同的业务应用，可根据需求及预算选择

如果是轻量化的应用，如OA系统、小数据推送，且没有特别要求，公网 VPN基本可满足

如果是视频、游戏、直播、会议系统以及相关依赖网络性能的应用，则直接上专线。

如果近期有混合云方案需求，可以咨询我们的客服，我们会安排混合云顾问与大家交流。