对SDN概念的理解

本部分（一）主要是对SDN概念的理解，汇报时间2016-12-07

传统网络的一些问题（也是SDN发展的动力和方向）

网络厂商杂，设备类型多，设备数量多，命令不一致，导致部署困难，管理麻烦。→导致研究人员对实验的实验困难→openflow的开端
独立计算→接力棒交互→分布式框架，产生网络瓶颈。传统网络中主机的迁移，对网络的快速收敛要求很高。（类比足球的例子：传统网络相当于在球场踢足球，SDN相当于玩实况）
流量可视化的问题，没有做到真正的动态配置和负载均衡。
传统网络：网管服务器是目前主流的网络管理方案。网络设备和网管系统部署SNMP（简单网络管理协议）对全网进行可视化拓扑发现、配置管理、链路质量检测等。
动态配置：SNMP协议更多侧重于对网路设备进行监控，而不是配置和部署。也就说，传统网络中发现故障，只能警告并不能解决。需要通过远程登录或到机房解决。
负载均衡：常规网络只能实现部分链路带宽分配可视化，无法实现全局全网链路可视化。全网流量可视化是带宽智能调配的基础。

上图：数据中心结构

图片来源：SDN从入门到精通（李鑫杰）
案例：Google的B4网络
B4网是为数不多的大型SDN商用案例，充分利用了SDN优点（特别是OpenFlow协议）。
促使Google使用SDN改造WAN网的最大原因是当前连接WAN网的链路带宽利用率很低。
Google 的网络分为数据中心内部网络（IDC Network）及骨干网WAN（数据中心广域网，面向Internet用户访问的网络）。
这种 Centralized Traffic Engineering (TE) 有几个好处：
使用非最短路的包转发机制，将应用的优先级纳入资源分配的考虑中；
当连接或交换机出现故障，或者应用的需求发生变化时，动态地重新分配带宽，快速收敛；
在较高的层次上指定规则；
TE和传统路由转发可以独立存在

图：B4 SDN网络整体架构图
Paxos协议：选出一个master；
Quagga：实现BGP/ISIS协议；
RAP：负责OFA与OFC之间的互联；
TE agent：跟全局控制器通信；
gateway：网关从各个数据中心收集链路信息。
第一层：物理设备层一个Site就是一个数据中心
第二层：局部网络控制层数据中心出口的服务器集群中每个服务器上都运行了一个Controller
第三层：全局控制层是整个网络逻辑上的中心控制器。
参考资料：
走近Google基于SDN的B4网络
 揭秘Google数据中心网络B4(李博杰)
传统网络设备工作方式一般固定好的（如mac地址、路由表转发）不可编程，无法按需

上图展示了流表可动态改变
网络虚拟化（Networking Virtualization）
NV的起因源自于云计算的兴起：服务器/数据库/PC虚拟化→解耦合→虚拟机迁移
SDN不是为NV而设计的，但正式因为SDN架构的先进性，使得也得以实现。
SDN初创公司Nicira开发了网络虚拟化产品NVP。Nicira被VMware收购之后，VMware结合NVP和自己的产品推出了VMware的网络虚拟化和安全产品NSX。NSX可以为数据中心提供软件定义化的网络虚拟化服务。（早期成功的的SDN方案）
虚拟机的网络（地址、策略、安全、VLAN、ACL等等）依然死死地与物理设备耦合在一起。虚拟网络的IP与物理网络完全分离，解耦合。
虚拟化平台需要完成物理网络资源到虚拟资源的虚拟化映射过程。（面向租户控制器，面向数据层面）
拓扑虚拟化：一对一、一对多、多对一

图片来源：SDN与网络虚拟化（李呈）
参考资料：SDN与网络虚拟化（李呈）

SDN概念的理解

SDN（Software Defined Network）是一个网络设计理念，不是一个具体的协议，而是一个思想、一个框架。
狭义的SDN是指的是“软件定义网络”，广义的SDN还延伸出了：软件定义安全、软件定义存储等等。可以说，软件定义anything。

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从时间上可以看出SDN最早进入的玩家是互联网公司，因为他们在传统网络中获得的蛋糕最少。