SDN和NFV标准进展

ODERN SCIENCE &TECHNOLOGY OF TELECOMMUNICATIONS

现代电信科技

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SDN 和NFV 标准进展

王信龙工业和信息化部电信研究院通信标准研究所工程师

软件定义网络（SDN ：Software Defined Network ）是一种新型的网络架构，将网络的控制平面与数据转发平面进行分离是SDN 的基本理念，也通过控制和数据转发的分离实现控制层面的可编程化的控制。

目前关于SDN 的技术已有多家传统IT 设备厂商支持，开放网络基金会（ONF:Open Networking Foundation ）等标准化工作组也正在对SDN 技术中的Open Flow 协议进行标准化。2013年1月，ETSI 成立了网络功能虚拟化（NFV:Network Functions Virtualisation ）特别小组，开展虚拟化技术在网络中应用的探讨。通过SDN ，通信基础设施成为可编程网络，能适应迅速变化的市场需求，不但可降低运营商网络建设成本，更催生了新的商机。SDN 流量管理允许网络虚拟化，这可以帮助电信运营商摆脱成为哑管道提供商的威胁，保持竞争力和发展创新的商业模式，获得新的发展机遇。因此，SDN 和NFV 标准的进展受到业界各方的极大关注。

1SDN 的起源和发展

SDN 技术的探索源于斯坦福大学的Clean Slate 项目组在2006年启动的关于网络安全与管理的项目Ethane 。该项目研究工作的目标，是通过一个集中式的控制器（controller ），让网络管理员定义基于网络流的安全控制

echnology Panorama

技术广角

T ·

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图1ONF 的成员组成

情况

策略，并将策略应用到各种网络设备中，从而实现对整个网络通信的安全控制。在这个项目的研究基础上，对Ethane 的设计进一步归纳提炼，将传统网络设备的数据转发（data plane ）和路由控制（control-plane ）两个功能模块相分离，利用controller 以标准化的接口对各种网络设备进行管理和配置，从而为网络资源的设计、管理和使用提供更多的可能性，更容易地推动网络的革新与发展。

2007年，该项目的研究人员创建了Nicira 公司，正式开启了SDN 的产品研发工作。2008年，Nick McKeown 教授在ACM SIGCOMM 的杂志《Computer Communication Review 》上发表题为《OpenFlow:Enabling Innovation in Campus Networks 》的文章，提出了让研究者能够在每天使用的网络上进行创新实验的方法———OpenFlow ，并详细阐述了其工作原理。同时，他还提出了OpenFlow 几大应用场景：

·校园网络中对实验性通信协议的支持；·网络管理和访问控制；·网络隔离和VLAN ；·基于WiFi 的移动网络；·非IP 网络；·基于网络包的处理。

自此，SDN 技术开始被工业界和学术界广泛关

注，并且迅速发展起来。其中，GENI 项目已将OpenFlow 技术用于部分试验平台的构建。

2012年，SDN 成为了全球网络通信界最炙手可热的焦点，ONF 成员数量也快速扩张。谷歌宣布已经在其全球各地的数据中心骨干网络中大规模地使用OpenFlow 技术；Facebook 也宣布已在其数据中心中使用了该技术；美国斯坦福大学、Internet2、日本的JGN2plus 等多个科研机构也已完成了Openflow 的部署。华为、爱立信、Juniper 、IBM 、HP 、Cisco 、NEC 等企业巨头纷纷推出自身的SDN 产品和解决方案；中国通信标准化组织（CCSA ），以及ETSI 、IETF 、ITU 等国际标准化组织也开始着手进行相关的技术、标准研究与制定工作。

2SDN 和NFV 的标准进展

2.1ONF 标准进展

2011年，ONF 成立，致力于推动SDN 的标准化，其愿景是使得基于OpenFlow 的SDN 成为网络新标准。ONF 近来发展快速，目前已有成员90个，其中董事会成员（Board Member ）有8家，分别是Google 、Facebook 、NTT 、Verizon 、德国电信、微软、雅虎、Gold-man Sachs 。ONF 的成员组成情况见图1所示。

更具体来讲，ONF 目前分了7个工作组，分别

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图2ONE 的工作组和讨论组

负责相应的子领域定义和市场推广等工作，同时对于新的议题还有一些讨论组，如图2所示。

（1）Extensibility 工作组：负责开发维护Open-Flow switch 核心规范，包括：致力于开发更加灵活的规范、更丰富的特性、更广泛的技术实现，确保OpenFlow 规范更容易实现。

OpenFlow1.4规范计划2013年上半年完成，增加相关特性如下：

·本地拓扑发现和链路维护开关的支持（Switch support for local topology discovery and link mainte-nance ）；

·OFPP_LOCAL 虚拟表（Virtual meter for OF-PP_LOCAL ）；

·流输入通知（Flow entry notifications ）；·更多硬件分组和分组封装（More hardware friendly packet-in and packet-out encapsulation ）；

·角色改变事件（Role Change Event ）。

（2）Config &Mgmt 工作组：负责制定OpenFlow 网络设备的配置管理规范；负责制定OpenFlow 交换机在OpenFlow 协议之外需要的配置接口，目前采用NetConf 协议进行配置。2012年1月发布OF-Config 1.0，2012年4月发布OF-Config 1.1。

配置管理工作组的下一步工作，将制定

OF-Config 1.1.1版本，主要功能是关注配置性能和推进互操作能力等。后续将完善隧道配置管理、引导程序和拓扑发现等功能。

（3）Testing &Interop 工作组：负责制定和开发测试规范，推进ONF controllers 和switchs 的开发和使用。

（4）Hybrid 工作组：开发混合可编程转发面（HPFP ）的需求,并研究hybrid switch architecture ，并提出相关建议。

（5）Market Education 工作组：即市场教育工作组，2011年12月成立，代表ONF 制定Open-Flow/SDN 技术白皮书，参加行业活劢，进行Open-Flow/SDN 技术理念的推广和实践经验的共享。

（6）Arch &Framework 工作组：2012年7月批准成立，负责定义ONF 所理解的SDN 范围、需求、组件、接口、外部交互等。2012年10月前发布framework and architecture 的初始版本文件。

（7）Forwarding Abstractions 工作组：致力于加快OpenFlow 硬件转发层面的创新和可获得性，聚焦到采用建模语言对转发面进行抽象建模，并且使控制面和转发面可以采用抽象建模语言进行能力的协商和定义。

（8）NorthboundAPI 讨论组：支持OpenFlow 的控制面接口需求，准确描述支持现在及未来演进的BSS/OSS 系统的北向接口API 。北向接口API 应基于真实需求开发，支持跨多厂商网络的业务自动化部署和控制协调。

（9）NewTransport 讨论组：2012年7月成立，研究OpenFlow 应用于传送网的问题（光交叉/电路交换）。研究范围包括：光交换、电路交换、分组传送等。

（10）OpenFlow-future 讨论组：即OpenFlow 未来讨论组，重点在于OpenFlow 未来发展的议题讨论，如转发面描述语言（forwarding plane description lan-guage ）、面向OpenFlow 2.0的议题等。

（11）Skills Certification 认论组：即技能认证讨论组，讨论面向个人的SDN 相关技能测试和认证。

（12）Japanese 讨论组：ONF

日本成员间沟通交