软件定义网络（SDN）发展及影响
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软件定义网络（SDN）发展及影响软件定义网络（SDN）发展及影响SDNSDN及其发展历程及其发展历程SDN技术及标准研究SDN应用及展望SDN产业动态SDN带来的影响背景：SDN成为全球瞩目的网络技术热点传统网络的架构需要与承载的业务一起演进内容的爆炸式增长服务器虚拟化以及各种云计算业务不断产生内容的爆炸式增长、服务器虚拟化、以及各种云计算业务不断产生改变了互联网的业务形态“软件正在占领世界”IT产业的中心已经从设备制造转移到软件设计的趋势向域延伸软件定义带来了更大的灵活性和开放性，创造了崭新的产业生态软件定义引发产业高度关注，IT、CT融合趋势显现互联网/云服务公司软件企业IT企业通信设备电信运营商互联网/云服务公司、软件企业、IT企业、通信设备、电信运营商、标准组织都在关注SDN什么是SDN传统网络路由器和交换机等网络设备运行封闭软件定义网络控制面与转发面分离路由器和交换机等网络设备运行封闭的系统路由、管理和控制功能分散在每一台设备控制面与转发面分离抽象底层资源，通过开放接口向上层应用提供底层信息上层业务无法感知底层网络细节，无法基于网络灵活优化流量软件编程，灵活创新解决网络流量灵活规划、网络扩展性、地址迁移等问题虚拟化支持困难控制平面分离控制平面分离向外部应用开放接口SDNSDN的核心特点：以实体设备作为基础资源，抽象出网络操作系统NOS，NOS隐藏底层物理细节，向上层提供统一的管理和编程接口。 以NOS为平台开发的应用程序可以实现通过软件来定义网络拓扑、资源分配、处理机制等。SDN改变现有网络架构现有网络由单独运行的，封闭的设备连接构成封闭的设备连接构成，每台设备都有单独操作系统，通过路由协议等交换可达信息交换可达信息路由器/交换机SDN组网可以由简单的网络操作系统运行在通用服务器上转发设备+通用服务器完成上层应用服务器与控制上层应用服务器与控制平面交互，按需定制网络能力服务业务数据则直接通过数低成本业务数据则直接通过数据面设备完成转发低成本、功能单一的转发设备SDN给网络带来诸多好处网络特性可编程满足云计算等业网络创新快速验证平台学术科研网络网络特性可编程，满足云计算等业务发展的新要求简化超大型数据中心网络管理数据中心网络虚拟化，网络资源按需分配简化超大型数据中心网络管理中心运营商缩短业务部署周期运营商网络企业网快速感知，快速调整，快速部署备简单降低企业网设备简单，部署费用降低SDN从实验室走向产业化基于Openflow2011，ONF成立2008，Ethane成特性提出SDN概念，入选2009Technolo2007，斯坦福网络安全项目果转化，提出Openflow2009TechnologyReview十大前沿技术2006，斯坦福大学未来网络安全项目EthaneOpenflow可编程软件控制网络向业务开放的理念与互未来网架构项目cleanSlate可编程软件控制，网络向业务开放的理念与互联网公司对下一代网络的要求不谋而合学术界产业界迅速形成合力，吸引产学研用各环节加入Slate环节加入ONF的成立大大推进了SDN的标准化工作2012，正式走向网络部署斯坦福大学校园网、Internet2、日本JGN2plus宣布Google宣布在其数据中德国电信试验部署Internet2、日本JGN2plus宣布部署SDNGoogle宣布在其数据中心之间的网络部署SDNNTT开发VirtualNetworkControllerBigSwitch、Nicira等公司在受到资本市场青睐2012覆盖美国上百所高校的Internet2部署SDN2012年SDN完成了从实验技术向网络部署的重大跨越BigSwitch两轮融资超过3800万美元Nicira更是以126亿美元被目，BigSwitch两轮融资超过3800万美元，Nicira更是以12.6亿美元被Vmware公司收购2012，Google宣布在其内部骨干网络上通过Openflow部署SDNSDNSDN及其发展历程及其发展历程SDN技术及标准研究SDN应用及展望SDN产业动态SDN带来的影响网络基本架构研究IETFSDN架构ONFSDN架构10SDN标准化工作仍处于初始阶段开放网络基金会ONF是当前SDN标准制定的重要推动力量，2012年ONF发布了SDN白皮书，其中的SDN三层模型获得了业界广泛认同。 目前ONF仍在南向接口Openflow协议的制定和完善过程中面向应用的可编程北向接口目前向接口Openflow协议的制定和完善过程中，面向应用的可编程北向接口目前仍处于需求讨论阶段。OpenFlow是SDN网络中控制平面和数据平面交互的一种通信协议，是目前标种通信协议，是目前标准化程度最高，应用最多，业界最为关注的协议。2012年，IETF对SDN开始关注，IETF的主导力量是传统通信厂商，目前的研究分散在各个小组，相关工作有待整合推2012年下半年开始，ITU、ETSI等其他标准组织开始讨论SDN在各自领域可能的应用场景和架构各个国际国内标准组织开始投入力量开展工作11我国CCSA成立了特别工作组，跟踪研究SDN应用需求、架构和实现。SDN概念并未统一“软件定义网络”的概念被延伸扩展，不同行业、不同应用领域对SDN有着各自不同的需求，因此人们在谈论软件定义网络时通常也有着不同的理解。狭义SDN主要受到科研领域和数狭义SDN（OpenflowSDN）：基于ONF组织发布的Openflow标准协议构建，由软件Controller、Openflow交换机组成的网络。据中心网络领域的关注，其技术架构、转发模型以及接口协议的研究工作已初具成果，目前已有少量商用产品及部署案例。 广义SDN概念主要在传统通信广义SDN：泛指面向上层应用开放资源接口，可实现软件编程控制的各类新型网络。广义SDN概念主要在传统通信网络领域被讨论，利用集中控制和开放软件可编程接口的理念去解决当前通信网络中面临念去解决当前通信网络中面临的各种问题。目前相关研究刚刚兴起，总体上仍处于需求及场景分析技术架构初步探讨12场景分析，技术架构初步探讨的阶段。SDN发展应用面临的问题fl协议目前也不够成熟完善被普遍认为处于“幼年技术广的Openflow协议目前也不够成熟完善，被普遍认为处于“幼年期”。当前仍在探索解决转发指令到硬件平台映射设备、管理颗粒度、控制器之间的交互、软件编程接口等诸多问题，对于传统网络向Openflo网络迁移等问题才刚刚被提出技术成熟Openflow网络迁移等问题才刚刚被提出。。单个控制器所能控制的转发节点数量有限，远不能满足大型数据中心内部必须解决多级分布式控制的问扩展内部网络的需求，必须解决多级分布式控制的问题集中控制在快速隔离和准确调整方面具有先天的优势，但围绕控制器本身的安全风险大大提高，需要建立一整套隔离、防护和备份机制来 确保其安全稳定运行，而目前相应的研究工作也还处于起步阶段。 设备和组 网方案成 SDN诞生至今仅有短短数年时间，2012年才有支持部分功能的商用设 备发布 业界期待的应用蓝图目前还缺少成熟的商用案例支持 后续 网方案成 备发布，业界期待的应用蓝图目前还缺少成熟的商用案例支持，后续还可能不断的暴露出新问题，还需要不断的完善和提升 SDN SDN及其发展历程 及其发展历程 SDN技术及标准研究 SDN应用及展望 SDN产业动态 SDN带来的影响 14 带来的影响 构建数据中心融合管理平台 计算存储 通过控制层实现计算、存储和网络的统一配置构建统一的管理信息平台 根据计算存储情况，合理配置网络资源 15 固定移动融合应用 大部分业务功能 可以在控制面完 固定网络和移动网络的边缘网关设备形态不同 控制面能够采用 脚本进行编程 转发面没有网元 类型属性，设备 可以同时充当 将这些设备的控制平面提取出 来放到统一部署在云数据中心 的SDN NOS中 可以同时充当 xGW/xGSN/BR AS，可以做到固 网移动融合 的SDN NOS中 将固定、移动设备的数据转发 16面统一 SDN创新应用场景不断拓展 数据中心领域 学术科研领域 数据中心领域 互联网企业率先发现SDN统一管理、开放接口的理 念适用于数据中心网络和云服务 SDN软件定义的特性便于科研人员 通过编程部署各种创新网络架构和 实验环境sdn应用，并进行模拟验证 SDN天然实现网络虚拟化，解决虚拟机迁移问题SDN通过集中控制解决数据中心海量设备配置和管 理难题 美国GENI、Internet2、欧盟FELIA、日本JGN-X SDN用于流量工程，提高数据中心间链路带宽利用 电信领域在可预见的一段时间内SDN的应用部 电信领域 电信企业在SDN炙手可热之后，开始考虑SDN在电 信网络中的应用场景并逐步展开技术实验。 在可预见的一段时间内SDN的应用部 署主要集中在科研领域以及数据中心 短时间内不会给电信网/互联网基础架 固定移动融合应用 城域网集中控制 光网络 构带来重大影响 SDN具有不可预知的创新性，未来的 应用领域可能会随着软件创新开发而 光网络 应用领域可能会随着软件创新开发而 快速拓展 SDN发展应用展望 现阶段 现阶段应用主要集中在学术科研领域和极少数互联网巨头的骨干网 部署在以为代表的未来网络试验平台中 科研人 SDN部署在以GENI、Internet2为代表的未来网络试验平台中，科研人员通过软件编程就可以部署各种创新的网络架构和实验环境，并在 此基础上进行试验和验证工作。 对于软件开发能力较强的互联网公司而言，他们有能力基于定制 的转发设备开发软件 构筑自身 的转发设备开发软件，构筑自身 的SDN骨干网络，实现网络和数 据的协同调度，从而提升网络利 用率 降低用于基础网络的开 用率，降低用于基础网络的开 支，谷歌目前的SDN应用就是这 一类型的典范。 Google Unveils G-Scale Network (SDN WAN) SDN发展应用展望 近期 SDN技术发展和完善至一定程度后，将部署在大型云服务数据中心内部网络和部分企业私有网络中。 SDN的技术最被看好的应用之一就是用于实现数据中心网络虚拟化，通过集中控制平台将网络能力抽象出来提供给应用接口，可以实现网络资 过集中控制平台将网络能力抽象出来提供给应用接 可以实现网络资 源与云服务中的计算资源、存储资源协同调度。 在企业网内部，SDN集中管理的特性可以被用于简化企业网络的运行维护工作，同时可以实现极大的灵活性。 远期 SDN中控制和转发分离、集中控制、设备简化统一、面向应用开放可 远期 中控制和转发分离、集中控制、设备简化统 、面向应用开放可 编程接口等理念可能被引入到现有通信网络之中 SDN向现有通信网络的引入将会是 个长期的过程 其应用场景 技术 SDN向现有通信网络的引入将会是一个长期的过程，其应用场景、技术方案和标准体系都有待研究。通信网络的长期演进过程中，还会有众多 的技术选择，虽然SDN的概念十分火热并被广泛看好，但目前还无法判 断未来SDN是否会给通信网络带来颠覆性的整体变革 断未来SDN是否会给通信网络带来颠覆性的整体变革。 SDN SDN及其发展历程 及其发展历程 SDN技术及标准研究 SDN应用及展望 SDN产业动态 SDN带来的影响 20 SDN产业综述 SDN诞生于学术界关于未来互联网架构的全新探索，目前成为了全球开放网络架构和网络虚拟化领域的研究热点 美国GENI 学术开放网络架构和网络虚拟化领域的研究热点。 美国GENI、Internet2， 欧洲FELIA、日本JNG-X等项目先后展开了对SDN的研究和部署。 新兴软件企业不断涌现 受到资本市场青睐 实验室对SDN的研究催 新兴新兴软件企业不断涌现，受到资本市场青睐。实验室对SDN的研究催 生了Nicira等软件企业，这些新兴的软件企业将Openflow与虚拟化技术 结合，基于虚拟交换设备提供网络虚拟化解决方案 新兴 企业 IT巨头逐渐意识到SDN在云计算和虚拟化浪潮中具有广阔的应用前景， 开始发力SDN控制器和交换机，向市场推出从服务器、存储到网络的 全套虚拟化解决方案。 企业传统通信设备制造企业对SDN非常关注，纷纷发布自身的SDN战略规 投入巨资进行设备研发通信企业普遍希望在保留现有网络设备 通信 划，投入巨资进行设备研发，通信企业普遍希望在保留现有网络设备 架构的基础上实现对SDN的支持。 芯片厂商开始探索性的推出支持 fl 的商用芯片 企业 21 芯片厂商开始探索性的推出支持Openflow的商用芯片 芯片 新兴SDN软件提供商 Ni 基于开源技术OFl h创建了网络虚拟平台Nicira基于开源技术OpenFlow和OpenvSwitch创建了网络虚拟平台 （NVP），实现SDN和网络资源的虚拟化 Nicira提供开源云平台OpenStack发布的核心网络方案Quantum Bigswitch公司提供了Big NetworkController、BigVirtual Switch等商用产品 22 Switch等商用产品。 互联网企业 Google SDN 2012年4月宣布骨 干网络已经全面运 Google SDN 百度数据中心实验部署 SDN技术 负载数据 干网络已经全面运 行在OpenFlow上 流量清洗 负载 均衡 数据 中心 互联 通过10G网络链接分布在全球各地的12个数据中 心，使广域线路的利用率从30%提升到接近饱和 腾讯、新浪、阿里巴巴等 企业也积极参与SDN相关 企业也积极参与SDN相关 技术组织、论坛和标准组 织活动 加入ONF组织，实验部署SDN 23 国际 国内 电信运营商 德国电信尝试将 SDN部署在云服 务中心 试验一 网络功能虚拟化产业联盟 （NetworkFunctionsVirtualisation） 务中心，试验一 种被称为 Terastream的由 软件定义的私有 AT&T，BT，德国电信，法国 电信，Orange，KDDI，NTT， 意大利电信 澳大利亚电信 软件定义的私有 IP网络 意大利电信，澳大利亚电信， 西班牙电信以及Verizon等网络 运营企业共同发起成立 该组织的一个重要目标就是将 该组织的 个重要目标就是将 SDN技术应用到电信网络中 中国电信、中国联通和中国 移动三家企业投入了大量的 资源建设大型数据中心，进 NTT自主研发了VirtualNetworkControllerVer2.0， 主要用于多个数据中心的统一服务和按需配置。 NTT 通过网络虚拟化，将位于日本和香港的数据中心组合， 实现了虚拟化数据中心 并计划在12年底将位于美国 入2012年以来，与设备厂商 开展合作，对SDN和相关技 术进行试验研究，后续还将 24 实现了虚拟化数据中心，并计划在12年底将位于美国、 英国和新加坡的数据中心融入其中，用户可以在NTT 全球数据中心之间实现自由迁移。 根据技术和设备成熟情况开 展测试和部署工作。 SDN SDN及其发展历程 及其发展历程 SDN技术及标准研究 SDN应用及展望 SDN产业动态 SDN带来的影响 25 影响传统通信行业产业链格局 应用 应用 业务提供商 应用 业务提供商 网络 网络运营商 设备提供商 网络 网络运营商 设备提供商 软件控制 硬件设备 网络运营商 设备提供商 业务运营商 业务运营商 业务运 IT软件商网络 网络 设备制造商 设备制造商 网络 IT软件商IT芯片商 IT企业 具备较强软件开发能力的业务提供商（互联网公司）过去大多是被动地接受 网络运营商 网络运营商 网络运 具备较强软件开发能力的业务提供商（互联网公司）过去大多是被动地接受网络服务，其业务和产品必须考虑现有网络所提供的能力。 进入SDN时代，业务提供商开始掌握技术话语权，通过软件开发定制掌握 26 进入 时代，业务提供商开始掌握技术话语权，通过软件开发定制掌握 更多的网络细节和能力，实现业务的精细优化，并逐渐成为网络新技术的引 传统通信设备企业SDN打破了网络通信设备的实现架构 传统的路由交换 SDN打破了网络通信设备的实现架构： 转发器功能简单且同质化，缺少研发价值，进入低附加值竞争 控制平面通用服务器+网络操作系统 传统的路由交换 设备如同大型计 算机，研发投入 极大 行业门槛 控制平面=通用服务器+网络操作系统，有开源实现的趋势 极大，行业门槛 较高，利润高 传统通信设备企业面临巨大挑战 传统通信设备企业面临巨大挑战 应对方式：以思科、华为为代表的传统通信设备企业正在 积极探索在网络集中控制、控制平面与转发平面的接口等 放带来领域引入个性化、私有化的技术，以避免完全开放带来价 值和竞争优势流失 27 IT和新兴软件企业 IT企业和新兴软件企业可以通过定制硬件设备加自研SDNOS的模式 快速的提供全套SDN网络解决方案 从而挤占传统网络设备厂商的 快速的提供全套SDN网络解决方案，从而挤占传统网络设备厂商的 市场空间，尤其是占据销售额大部分比例的企业网市场 优势 不足 引导制定标准化的开放接口 SDN大规模商用有待通用软件开发能力 对用户需求的快速理解和开发响应 SDN大规模商用有待市场考验 前期研发成本高昂，产本较低 前期研发成本高昂，产 品价格竞争力不足 28 互联网企业 互联网公司是SDN最大的受益者 也是推动SDN发展和部署的核心力量 互联网公司是SDN最大的受益者，也是推动SDN发展和部署的核心力量 通过SDN实现网络虚拟化 满足提供云服务业务所需的各种传送需 通过SDN实现业务和网络的配合调度，互联网公司对网络的控制力增强 支撑业务创新和部署； 增强，支撑业务创新和部署； 通过SDN实现网络资源灵活调度，提高利用率，降低网络服务成本互联网巨头会继续推动SDN（尤其是基于开放协议Openflow 的SDN）的研发和部署； ）的研发和部署；互联网巨头开始为自己开发SDN应用，并定制个性化的SDN 网络设备； 29 电信运营企业 电信运营企业看好SDN在数据中心的应用前景 对SDN带来的简化网 电信运营企业看好SDN在数据中心的应用前景，对SDN带来的简化网 络控制、提高资源利用效率、缩短业务部署周期、提供灵活服务等特 性十分期待 现阶段电信企业主要在其运营的数据中心对SDN进行探索和实验，处 于技术成熟度、设备成熟度、成本等多方面考虑，SDN距离规模部署 商用还会有较长的时间 电信企业对于SDN概念在传统电信网络中的引入比较关注 目前正在 电信企业对于SDN概念在传统电信网络中的引入比较关注，目前正在 研究SDN理念在传输网、融合接入、未来移动网以及智能管道业务等 诸多领域的应用场景需求，未来不排除SDN给传统电信网络带来颠覆 性变革 性变革 30 谢谢！ 31 （编辑：佛山站长网） 【声明】本站内容均来自网络，其相关言论仅代表作者个人观点，不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利，请及时与联系站长删除相关内容! |
