SDN:核心价值是弹性,主要应用场景是数据中心

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访客:7819  发表于:2016-05-23 11:29:33

互联网采用了一种“端到端透明”的设计理念,即在基础协议TCP/IP等的设计中,把与通信相关的部分与高层应用分离,最大限度地简化网络(IP)的设计,将尽可能多的复杂性和控制放在终端(TCP)上。这里的终端,既指用户终端,也指服务器。

SDN:核心价值是弹性,主要应用场景是数据中心

IP技术有两大基本功能:在控制面,每台路由器彼此学习路由信息,建立各自的路由转发表。在数据面,每台路由器收到一个IP包后,根据自己的路由转发表做IP转发。

IP路由有三个基本特点:路由学习是分布式的,没有路由控制中心点,每台路由器之间的地位彼此对等;IP转发是“Best Effort”的,IP包传递过程中可能出现延迟、乱序、丢失甚至重复等;控制面和转发面不分离,是“随路信令”。

历史上与TCP/IP竞争的还有X.25等技术。X.25是电信业主导设计的,具有很多电话网技术的影子,包括路由的集中控制等。TCP/IP是计算机行业主导设计的,更像一个放大版的计算机操作系统。无论是电话网技术、X.25还是TCP/IP都设计用于双向通信,核心是点到点的连接技术,都不太适合点到多点的分发业务。

到了1990年代初,基于图形浏览器的WWW(World Wide Web)开始兴起。WWW服务器通过网络向N多用户提供浏览、搜索等服务,这不仅导致IP网络流量激增,也使得流量的传播方式从点到点的连接模式为主,变成了点到多点的分发模式为主。随着用户和流量的增加,中心化的WEB服务器就成了最大瓶颈。90年代中后期,WWW也被戏称成World Wide Wait,这时CDN诞生了。

CDN将缓存服务器分布到用户访问相对集中的地区或网络中。在用户访问网站时,利用负载均衡技术,将用户的访问指向距离最近的缓存服务器上,由缓存服务器就近响应用户的请求。

CDN弥补了TCP/IP设计中的一些固有缺陷,直接导致CDN作为独立业务的兴起,第三方CDN服务商的兴起。IP是点到点通信的(IP层组播一直没成功),CDN满足了门户、搜索和电商等的“组播”需求。CDN拉近了内容和用户的距离。CDN服务器“破坏”了互联网端到端的透明性,可以抵御DDOS攻击等。

1995年,以太网之父罗伯特·蒙特卡夫(Robert Metcalfe)曾预言:“随着越来越多的用户开始接入互联网,互联网迟早会过载成为壮观的超新星,并且在1996年出现灾难性崩溃”。20年来,CDN对互联网的流量减压作用居功至伟。

2006年后兴起的云计算,能够动态弹性地调度IT资源,但主要说的还是计算和存储资源,三缺一。如果说云计算实现了软件定义的计算资源和存储资源,那么SDN就是希望实现软件定义的网络资源。云计算实现了计算、存储和网络的“超融合”,提前是它们必须都已经是软件定义的了。

SDN把传统分布式路由学习改成集中式,来提高网络资源调度的弹性。SDN转发与控制分离,集中式控制,当年IP技术相对电信技术的这些“优势”,现在借道SDN又回到IP网中来了。

SDN与20年前出现的MPLS技术相比,SDN更多关注控制层,MPLS更多关注转发层。MPLS通过LDP协议把IP转发映射成标签交换,在IP控制层只是对BGP协议做了少量扩展。20年前的宣传材料,直接把MPLS替换成SDN或云计算,基本还适用。

SDN核心价值的关键词是“弹性”,最主要的应用场景是数据中心。距离云计算越近,对网络弹性的要求也越高,对SDN的需求刚性也越强。对于目前的SDN“泡沫”,笔者提出如下观点供商榷。

SDN不是一场重大网络技术革命。网络技术包括命名、编址和路由三大方面,SDN只是改变了TCP/IP的路由计算机制,从分布式计算“螺旋式上升”成了集中式,是一场网络技术的局部革命。分布还是集中,只是选择,没有绝对好坏。

SDN的北向接口。I/PaaS需要更好地弹性调度资源,应该借助SDN。面向I/PaaS的SDN北向接口是必须的,但直接面向应用的SDN北向接口则破坏了网络设计的基本原则,是有很大疑问的。再补一刀,从智能网、NGN、IMS到IPTV,网络北向接口从来就没有真正成功过,SDN会是一个特例吗?

SDN与NFV殊途同归。SDN是从传统计算机业出发,希望为IP路由引入电信行业传统的做法:转发与控制分离,路由控制从分布走向集中。NFV是从传统电信业出发,希望为IP路由引入传统IT的做法:软件与硬件分离,通用硬件平台。与SDN相比,NFV更像是一种实现技术。二者起点不同,友谊的小船将殊途同归。

SDN是CDN两种“网”。SDN的N是连接网络,CDN的N是分发网络。SDN改造的是IP的路由机制,CDN补充的是TCP/IP架构固有缺陷。SDN是IP层的组成部分,而CDN是重叠在IP层之上的。软件定义的CDN是一种趋势,在看得见的未来,二者友谊的小船不会翻。

SDN带来的弹性优势要看性价比。云计算数据中心对弹性的要求非常高,但运营商的广域网和企业网为什么也需要这么高的网络资源弹性,或者为什么需要网络(而不是比如应用自身)去解决这一问题?在摩尔定律仍然可以源源不断提供廉价资源的今天,任何试图节约网络资源的努力都会是艰难的。

SDN和MPLS对IP改变的程度相仿,就像VLAN对以太网技术的改变那样。SDN本是一艘小船,但正被打扮成一艘巡洋舰。SDN与其它技术的友谊小船,也不是说翻就会翻的。

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