基于SDN的云数据中心网络
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勰决方案， 被认 为是 云 数 据 中心 网络 架 构 的 未 来 演 进 方 向 。 本 文首 先 分析 了云 数 据 中 心 发展 面 临 的 主 要 问题 和 Ｓ Ｄ Ｎ技术特点 ， 然 后 对 比分 析
业 界 几 种 主流 的 Ｓ Ｄ Ｎ实现方案， 考 虑技 术 成 熟 度 和 部 署 难 易 的 问题 ， 深入分析了 Ｓ Ｄ Ｎ Ｏ ｖ ｅ ｒ ｌ ａ ｙ方 寨 最 后 探 讨 了云 数 据 中心 网络 的发 展 趋 势 。
ＮＶ ＧＲＥ、 Ｓ ｒ Ｉ ｔ Ｉ １ 等、
ＶＸＩ Ａ Ｎ（ Ｖｉ ｒ ｔ ｕ ａ ｌ ｅ Ｘｔ ｅ ｎ ｓ ｉ ｂ ｌ ｅ Ｉ ｏ ｕ ａ ｌ Ａｒ ｅ ａ Ｎｅ ｔ ｗｏ ｒ ｋ． 虚 拟 可 扩
２ Ｓ Ｄ Ｎ存云 数据 中心的实 现
２ ． １ 基 ｆ Ｏ ｐ ｅ ｎ Ｆ １ ｏ ｗ的 Ｓ Ｄ Ｎ
【 关键词 】 云数据 中心 ； Ｓ Ｄ Ｎ ； Ｏ ｖ ｅ ｌ ・ ｌ ａ ｙ 【 中图分类号 】 Ｔ Ｐ ３ ０ ８ 【 文献标识码 】 Ａ
【 文章编号 】 １ ０ ０ ６ — ４ ２ ２ ２ （ ２ ０ １ ７ ） １ ６ — ０ ０ ０ ３ — ０ ２
１ Ｓ Ｄ Ｎ 技术
成 熟 商 用 案 例
Ｓ Ｄ Ｎ 通过 网络 服 务 和 应 用程 序 的 方 式 实现 网络 配置 和 网 络 自动 化 运 维 ．使 得 网络 管 理 员能 实现 对 网络 设 备 的统 一 管
２ ． ３ Ｓ Ｄ Ｎ Ｏ ｖ ｅ ｒ ｌ ａ ｙ疗案
Ｏ ｖ ｅ ｒ ｌ ａ ｙ 在 原有 传 统 承 载 网络 ｕ ｎ ｄ ｅ ｒ ｌ ａ ｙ的 基 础 上 ， 叠 加 一
■圈盔ａ ■
模试 用 阶段 ． 除 谷歌 Ｂ ４网络 外 尚无 大规 模 商 用案 例
图 １ ＳＤ Ｎ 架 构
２ ． ２ 基ｆ Ｉ ２ Ｒ Ｓ的 Ｓ Ｄ Ｎ 方案
Ｉ ２ Ｒ Ｓ（ Ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｆ ａ ｃ ｅ ｔ ｏ ｉ ｈ ｅ Ｒｏ ｕ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ） 在 现 有 网络 层 协 议 基 础上 增 加插 件 ． 并 在 网 络 与 应 用 层 之 间增 加编 排 层进 行 能
２ ０ｌ ７年 ８ 月 下
通 信 设计 与 应 用
３
基于Ｓ Ｄ Ｎ 的云数 据 中心 网络
王 颖一 ， 庞志鹏
（ １ ． 中 国 电信 集 公 ＿ Ｊ 刚络 发 展 部 ； ２ ． 广 东 省 电 信 规 划 设 计 院有 限 公 司）
【 摘 要 】 随着云计算技术的发展和成熟， 传 统网络 架构和技术 已经难 以适应云数据 中心的发展。Ｓ Ｄ Ｎ技术为云数据中心网络部署提供 了新的
编程
力 开放 的封 装 ． 以尽 量 保 留和 重 用现 有 的 各 种 路 由协 议 和 Ｉ Ｐ
网络 技 术 ． 路 由 转 发 行 为 由控 制 器和 路 由 器共 同决 定１ ３ １ Ｉ ２ Ｒ Ｓ
的路 由 系统 需要 发 布 网络 拓 扑 和状 态 ．通 过 网络 元 数 据 进 行 计 算选 路 ． 并将相关结果传递给各设备的控制 平面 ． 目前 尚 无
．
Ｏ ｐ ｅ ｎ Ｆ ｌ ｏ ｗ的 Ｓ ＤＮ 方 案 、 基 于 Ｉ ２ ＲＳ的 Ｓ ＤＮ 方 案 、 Ｓ ＤＮ （ ） ｖ ｅ ｌ ・ ｌ ａ ｙ 方案 以及 Ｓ ＤＮ／ ＮＦ Ｖ 方 案等 、
网 络 上 实 现 目 前 ． Ｏ ｖ ｅ ｒ ｌ ａ ｙ采 用 的 技 术 主 要 有 Ｖ ＸＩ ＡＮ、
Ｓ ＤＮ 架 构 按 照 逻 辑 功 能 划 分 为 基 础 设 施 层 、 控 制 层 和 应
用 层 基 础设 施 层 由底 层 网络 设 备 组 成 ． 向 控 制 平 面提 供 标 ； 住 的 Ａ Ｐ Ｉ 接 口 ．使 得 底 层 网络 设 施 成 为上 层 应 用和 网络 服 务 的 通 用抽 象 、控 制 层 由 Ｓ ＤＮ控 制 器组 成 ． 维护 全 局 网络 视 图 ． 通 过 南 向接 口获 取 底 层 网络 设 备 信 息 ． 实 时控 制 与管 理 底 层 基 础设 施 。 并 向 应 用层 提 供 标 ； 隹的 ＡＰ Ｉ 接 口， 实现 网络 功 能 的 可
Ｅ ： ： ： ： ： 乏 譬 ： ： ： ２ 互
≮
拄制
Ｏｐ ｅ ｎＦ Ｉ ｏｗ Ｓｗｔ ｔ ｃ ｈ
、
图２ Ｏｐ ｅ ｎ Ｆ Ｉ ｏ ｗ交换机架构
＾ ． ｆ ｍ１ ．
■口＝ Ｉ ； ＿ ■口墨啊
改 动 大 、当 前 ． 基 于 Ｏｐ ｅ ｎ Ｆ Ｉ ｏ ｗ的 Ｓ ＤＮ 方 案 尚 处 于 实 验 及 小 规
Ｓ Ｄ Ｎ 作 为 新 一 代 网 络 架 构 和 理 念 ． 将 传 统 网 络 的 控 制 平
面 与 转 发 平 面 解耦 ． 实现 网络 的 集 中控 制 和 可 编 程 能 力 、 Ｓ Ｄ Ｎ
架 构 如 图 ｌ所 示 、
ｏ∞ ｎ ＦBaidu Nhomakorabea ｗ ｐ ｒ ｏ ｔ ｏ ｃ ｏｌ
瑶
基 于 Ｏｐ ｅ ｎ Ｆ Ｉ ｏ ｗ的 Ｓ ＤＮ 方 案 主 要 由 Ｏｐ ｅ ｎ Ｆ ｌ ｏ ｗ 控 制 器 和 Ｏｐ ｅ ｎ Ｆ ｌ ｏ ｗ 交 换 机 组 成 如 图 ２所 示 ． Ｏｐ ｅ ｎ Ｆ ｌ ｏ ｗ 控 制 器 与 Ｏｐ ｅ ｎ ．
在 不 大 规模 改 动 传 统 网 络 的 前 提 下 ， 屏蔽底层 网 理． 加速 网络 部 署 周 期 ， 降低 运 维 成 本 同 时 ， Ｓ Ｄ Ｎ通 过 南 向接 个 虚 拟 网络 ． 络 差异 ． 实现 应 用在 网络 上 的 承 载 ， 以及 与 其 他 网 络 的 业 务 隔 Ｉ ＝ ／ 将 底 层 网络 设 备抽 象 ， 简化 底 层 网络 设 备 功 能 ， 有 效 降 低 ｖ ｅ ｒ ｌ ａ ｙ降低 了对 物理 设 备 的要 求 ． 使 业 务 可 完 全在Ｏ ｖ ｅ ｌ ・ ｌ ａ ｙ 网络 构 建 成 本 目前 业 界 主要 有 以 下 几种 方式 实现 Ｓ Ｄ Ｎ： 基于 离 Ｏ
业 界 几 种 主流 的 Ｓ Ｄ Ｎ实现方案， 考 虑技 术 成 熟 度 和 部 署 难 易 的 问题 ， 深入分析了 Ｓ Ｄ Ｎ Ｏ ｖ ｅ ｒ ｌ ａ ｙ方 寨 最 后 探 讨 了云 数 据 中心 网络 的发 展 趋 势 。
ＮＶ ＧＲＥ、 Ｓ ｒ Ｉ ｔ Ｉ １ 等、
ＶＸＩ Ａ Ｎ（ Ｖｉ ｒ ｔ ｕ ａ ｌ ｅ Ｘｔ ｅ ｎ ｓ ｉ ｂ ｌ ｅ Ｉ ｏ ｕ ａ ｌ Ａｒ ｅ ａ Ｎｅ ｔ ｗｏ ｒ ｋ． 虚 拟 可 扩
２ Ｓ Ｄ Ｎ存云 数据 中心的实 现
２ ． １ 基 ｆ Ｏ ｐ ｅ ｎ Ｆ １ ｏ ｗ的 Ｓ Ｄ Ｎ
【 关键词 】 云数据 中心 ； Ｓ Ｄ Ｎ ； Ｏ ｖ ｅ ｌ ・ ｌ ａ ｙ 【 中图分类号 】 Ｔ Ｐ ３ ０ ８ 【 文献标识码 】 Ａ
【 文章编号 】 １ ０ ０ ６ — ４ ２ ２ ２ （ ２ ０ １ ７ ） １ ６ — ０ ０ ０ ３ — ０ ２
１ Ｓ Ｄ Ｎ 技术
成 熟 商 用 案 例
Ｓ Ｄ Ｎ 通过 网络 服 务 和 应 用程 序 的 方 式 实现 网络 配置 和 网 络 自动 化 运 维 ．使 得 网络 管 理 员能 实现 对 网络 设 备 的统 一 管
２ ． ３ Ｓ Ｄ Ｎ Ｏ ｖ ｅ ｒ ｌ ａ ｙ疗案
Ｏ ｖ ｅ ｒ ｌ ａ ｙ 在 原有 传 统 承 载 网络 ｕ ｎ ｄ ｅ ｒ ｌ ａ ｙ的 基 础 上 ， 叠 加 一
■圈盔ａ ■
模试 用 阶段 ． 除 谷歌 Ｂ ４网络 外 尚无 大规 模 商 用案 例
图 １ ＳＤ Ｎ 架 构
２ ． ２ 基ｆ Ｉ ２ Ｒ Ｓ的 Ｓ Ｄ Ｎ 方案
Ｉ ２ Ｒ Ｓ（ Ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｆ ａ ｃ ｅ ｔ ｏ ｉ ｈ ｅ Ｒｏ ｕ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ） 在 现 有 网络 层 协 议 基 础上 增 加插 件 ． 并 在 网 络 与 应 用 层 之 间增 加编 排 层进 行 能
２ ０ｌ ７年 ８ 月 下
通 信 设计 与 应 用
３
基于Ｓ Ｄ Ｎ 的云数 据 中心 网络
王 颖一 ， 庞志鹏
（ １ ． 中 国 电信 集 公 ＿ Ｊ 刚络 发 展 部 ； ２ ． 广 东 省 电 信 规 划 设 计 院有 限 公 司）
【 摘 要 】 随着云计算技术的发展和成熟， 传 统网络 架构和技术 已经难 以适应云数据 中心的发展。Ｓ Ｄ Ｎ技术为云数据中心网络部署提供 了新的
编程
力 开放 的封 装 ． 以尽 量 保 留和 重 用现 有 的 各 种 路 由协 议 和 Ｉ Ｐ
网络 技 术 ． 路 由 转 发 行 为 由控 制 器和 路 由 器共 同决 定１ ３ １ Ｉ ２ Ｒ Ｓ
的路 由 系统 需要 发 布 网络 拓 扑 和状 态 ．通 过 网络 元 数 据 进 行 计 算选 路 ． 并将相关结果传递给各设备的控制 平面 ． 目前 尚 无
．
Ｏ ｐ ｅ ｎ Ｆ ｌ ｏ ｗ的 Ｓ ＤＮ 方 案 、 基 于 Ｉ ２ ＲＳ的 Ｓ ＤＮ 方 案 、 Ｓ ＤＮ （ ） ｖ ｅ ｌ ・ ｌ ａ ｙ 方案 以及 Ｓ ＤＮ／ ＮＦ Ｖ 方 案等 、
网 络 上 实 现 目 前 ． Ｏ ｖ ｅ ｒ ｌ ａ ｙ采 用 的 技 术 主 要 有 Ｖ ＸＩ ＡＮ、
Ｓ ＤＮ 架 构 按 照 逻 辑 功 能 划 分 为 基 础 设 施 层 、 控 制 层 和 应
用 层 基 础设 施 层 由底 层 网络 设 备 组 成 ． 向 控 制 平 面提 供 标 ； 住 的 Ａ Ｐ Ｉ 接 口 ．使 得 底 层 网络 设 施 成 为上 层 应 用和 网络 服 务 的 通 用抽 象 、控 制 层 由 Ｓ ＤＮ控 制 器组 成 ． 维护 全 局 网络 视 图 ． 通 过 南 向接 口获 取 底 层 网络 设 备 信 息 ． 实 时控 制 与管 理 底 层 基 础设 施 。 并 向 应 用层 提 供 标 ； 隹的 ＡＰ Ｉ 接 口， 实现 网络 功 能 的 可
Ｅ ： ： ： ： ： 乏 譬 ： ： ： ２ 互
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拄制
Ｏｐ ｅ ｎＦ Ｉ ｏｗ Ｓｗｔ ｔ ｃ ｈ
、
图２ Ｏｐ ｅ ｎ Ｆ Ｉ ｏ ｗ交换机架构
＾ ． ｆ ｍ１ ．
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改 动 大 、当 前 ． 基 于 Ｏｐ ｅ ｎ Ｆ Ｉ ｏ ｗ的 Ｓ ＤＮ 方 案 尚 处 于 实 验 及 小 规
Ｓ Ｄ Ｎ 作 为 新 一 代 网 络 架 构 和 理 念 ． 将 传 统 网 络 的 控 制 平
面 与 转 发 平 面 解耦 ． 实现 网络 的 集 中控 制 和 可 编 程 能 力 、 Ｓ Ｄ Ｎ
架 构 如 图 ｌ所 示 、
ｏ∞ ｎ ＦBaidu Nhomakorabea ｗ ｐ ｒ ｏ ｔ ｏ ｃ ｏｌ
瑶
基 于 Ｏｐ ｅ ｎ Ｆ Ｉ ｏ ｗ的 Ｓ ＤＮ 方 案 主 要 由 Ｏｐ ｅ ｎ Ｆ ｌ ｏ ｗ 控 制 器 和 Ｏｐ ｅ ｎ Ｆ ｌ ｏ ｗ 交 换 机 组 成 如 图 ２所 示 ． Ｏｐ ｅ ｎ Ｆ ｌ ｏ ｗ 控 制 器 与 Ｏｐ ｅ ｎ ．
在 不 大 规模 改 动 传 统 网 络 的 前 提 下 ， 屏蔽底层 网 理． 加速 网络 部 署 周 期 ， 降低 运 维 成 本 同 时 ， Ｓ Ｄ Ｎ通 过 南 向接 个 虚 拟 网络 ． 络 差异 ． 实现 应 用在 网络 上 的 承 载 ， 以及 与 其 他 网 络 的 业 务 隔 Ｉ ＝ ／ 将 底 层 网络 设 备抽 象 ， 简化 底 层 网络 设 备 功 能 ， 有 效 降 低 ｖ ｅ ｒ ｌ ａ ｙ降低 了对 物理 设 备 的要 求 ． 使 业 务 可 完 全在Ｏ ｖ ｅ ｌ ・ ｌ ａ ｙ 网络 构 建 成 本 目前 业 界 主要 有 以 下 几种 方式 实现 Ｓ Ｄ Ｎ： 基于 离 Ｏ