詳談SDN如何對接云平臺

1、 詳談SDN如何對接云平臺 文章選擇“銳捷SDN說”，點看原文 近兩年，出現(xiàn)了一波又一波新名詞，如云計算、VI 、VR、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、SDN、區(qū)塊鏈等，搞得我們這些凡人暈頭轉(zhuǎn)向，經(jīng)常把不同平面里的技術(shù)搞混淆。對于從事網(wǎng)絡(luò)通信的同學(xué)們，關(guān)注更多可能是SDN、云計算，今天就來扯扯這兩者之間的關(guān)系。 云計算的概念太大，其主要包含三個層面：IaaS(Infrastructure as a Service)基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)；PaaS(Platform-as-a-Service)平臺即服務(wù)； SaaS(Software-as-a-Service)軟件即服務(wù)。 我們主要看IaaS層，暫且認(rèn)為是一種資源共享、

2、用戶按需獲取的方式。那為了達(dá)到這種效果，就需要各個維度的資源遵循一定的標(biāo)準(zhǔn)，且必須有一個足夠強大的平臺做統(tǒng)一管理。這些資源至少應(yīng)該包含網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、存儲、計算、應(yīng)用軟件和服務(wù)等。為了統(tǒng)一的調(diào)度這些資源，誕生了云平臺(CP: Cloud Platforms)和云管理平臺(CMP:Cloud Management Platforms)。 云平臺為用戶提供了開放的API和管理軟件，讓用戶有一個窗口去申請、管理和使用需要的云資源。 云管理平臺則是云平臺之上的一層，他是研發(fā)、IT、數(shù)據(jù)分析等多個角色利用企業(yè)的各種云基礎(chǔ)設(shè)施的一個管理平臺。用戶的需求和指令通過CMP層下發(fā)給其下面CP層的一個或者多個云平臺

3、，云平臺再組織調(diào)用其下面的各種資源去做執(zhí)行。他們的關(guān)系可以簡單描述為下圖：SDN介紹 軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SDN: Software Defined Network)，是一種創(chuàng)新的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，也是一種思想。其特點可以簡單總結(jié)為控制和轉(zhuǎn)發(fā)解耦、開放API、集中管理。在實現(xiàn)相同需求的情況下，相比傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，他可以讓用戶付出的代價更小，包括但不限于開發(fā)周期、網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜度、業(yè)務(wù)上線速度、運維效率和異構(gòu)的兼容性等。 理想很豐滿，現(xiàn)實很骨感。受限于用戶現(xiàn)網(wǎng)結(jié)構(gòu)的影響、用戶的接受程度不同、新技術(shù)的協(xié)議完整性不足等，SDN需要走很漫長的過渡之路才能達(dá)到這種理想的效果。這也就催生出了廣義SDN的概念(目前業(yè)界流行的方案大多

4、是廣義SDN)，即部分的控制上收，在盡可能小的影響現(xiàn)網(wǎng)結(jié)構(gòu)的情況下，用SDN的思路和特點有效的解決傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)存在的問題，從而滿足網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的平滑過渡。這也是銳捷選擇的方式，無論過渡方式如何選擇，但技術(shù)方向的選擇始終要正確易用、融合、智能、開放。否則很難長久。 SDN和云平臺對接 通過上面兩部分的梳理，基本理清了幾個新名詞之間的關(guān)系，以及各自在新的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中所處的位置和作用。只有網(wǎng)絡(luò)資源、存儲資源、服務(wù)資源和計算資源協(xié)同工作，才能保證數(shù)據(jù)的高效運轉(zhuǎn)，但不同類型的設(shè)備之間采用完全不同的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，對于云平臺來說，如何統(tǒng)一管理，壓力山大！僅網(wǎng)絡(luò)部分就包含交換、路由、安全、負(fù)載均衡各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，這些設(shè)備可能

5、是物理的，也可能是虛擬的，如何被云平臺統(tǒng)一按需調(diào)度，就需要有個得力的助手，而這個助手就是SDN控制器。 復(fù)雜的事情全部交給SDN控制器，由SDN控制器進行統(tǒng)一管理，然后抽象給云平臺一個標(biāo)準(zhǔn)開放的API接口，這樣云平臺就可以很輕松地完成各種網(wǎng)絡(luò)資源的調(diào)用。與此同時，存儲的、計算的、安全的資源，都可以有各自的Controller，通過提供標(biāo)準(zhǔn)開放API的方式，減輕云平臺的壓力，讓云平臺專心做策略的制定工作。這個時候，云平臺就像公司的總裁，各種Controller就像分管不同部門的副總，這樣層次的組織架構(gòu)才能保證公司更高效的運轉(zhuǎn)，對于整個網(wǎng)絡(luò)體系也是如此。 日前我們已經(jīng)把SDN和云計算的關(guān)系做了梳理

6、，其實聯(lián)系緊密的也就在SDN Controller和云平臺這塊。至于為何要對接? 對接的意義在哪里? 這些問題可以在文章中找到答案。云平臺介紹 云平臺，目前主流的開源項目有OpenStack和CloudStack，相比之下，OpenStack門檻高，可實現(xiàn)的效果更好，也是目前被各大廠商商用化最多的開源云平臺之一。所以下文主要講解SDN Controller和OpenStack的對接。 OpenStack在2010年7月出生，按照26個英文字母進行生命周期迭代命名。目前最新發(fā)布的是N版本(Newton)，商用部署更多的是L版本和M版本。隨著其功能的完善，目前有6個核心服務(wù)和10個可選服務(wù)。我們主

7、要看看6個核心服務(wù)。OpenStack Compute:主要是虛擬機的管理，代碼命名為Nova。OpenStack Storage：Object存儲和Block存儲管理，代碼命名分別為Swift和CinderOpenStack Networking：可插拔的，由API驅(qū)動的網(wǎng)絡(luò)和IP管理，代碼命名Neutron共享服務(wù)：包含身份認(rèn)證(命名Keystone)，image管理(命名Glance)，WEB接口等。 OpenStack可以控制數(shù)據(jù)中心大量的存儲，計算和網(wǎng)絡(luò)資源，并且所有的管理都可以通過Dashboard來統(tǒng)一完成完成。 6大核心服務(wù)中，與我們今天主題聯(lián)系最緊密就是Neutron，其包含

8、了和物理網(wǎng)絡(luò)對接調(diào)用的所有組件，具體可參考下圖。 Neutron Server接收API請求，通過隊列調(diào)用本地代理進行L3，NAT，DHCP，橋接等的設(shè)置，并且將網(wǎng)絡(luò)服務(wù)請求通過核心插件和服務(wù)插件中繼到相應(yīng)的插件進行配置。本地提供了DHCP agent，L3 agent和其他的L2 agent，用于提供公共的基礎(chǔ)服務(wù)。通過ML2插件框架實現(xiàn)不同的廠商插件，并且支持相同層次的不同插件共存。SDN Controller介紹 SDN網(wǎng)絡(luò)中最重要的是SDN Controller，全網(wǎng)流量的調(diào)度，以及和網(wǎng)絡(luò)之外的應(yīng)用進行對接基本都要靠Controller來完成。(當(dāng)然云平臺也可以直接調(diào)用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，但是復(fù)

9、雜且規(guī)模受限，除非實驗研究，否則不這么用)。 對于SDN Controller，業(yè)界也有很多開源的項目，各有風(fēng)韻，具體可品嘗之前一篇文章這么多控制，你該如何選擇中提到，當(dāng)前業(yè)界能找到的開源控制器數(shù)量不下十幾種(OpenDayLight、ONOS、Floodlight、NOX、POX、RYU、Beacon、Trema、IRIS、Maestro等等)，再此就不在此羅列，有興趣的同學(xué)可自行g(shù)oogle。 今天主要講ODL(OpenDaylight)，他是目前在企業(yè)環(huán)境下被各大網(wǎng)絡(luò)廠商商用的主要開源控制器。銳捷網(wǎng)絡(luò)的開放網(wǎng)絡(luò)控制器(RG-ONC)也是基于這個平臺推出，其主要包含3層，具體架構(gòu)如下。基礎(chǔ)

10、架構(gòu)層：主要是傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、SDN網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的基礎(chǔ)組網(wǎng)，包含交換、路由、安全、網(wǎng)關(guān)等多種物理設(shè)備和虛擬設(shè)備。Controller層：主要提供南北向的API接口，南向接口負(fù)責(zé)和基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備通信、調(diào)用，北向接口負(fù)責(zé)和上層應(yīng)用通信、調(diào)用。同時，控制器會提供Web管理平臺，所有SDN網(wǎng)絡(luò)功能均在這個界面上進行部署、調(diào)用，網(wǎng)絡(luò)功能之間的獨立性、易用性、可擴展性是衡量SDN Controller的關(guān)鍵指標(biāo)。應(yīng)用層：主要包含云平臺、網(wǎng)管、以及用戶自己開發(fā)的各種應(yīng)用。通過SDN Controller提供的北向API接口進行資源調(diào)用。所以API接口的開放性、通用型、易用性是衡量SDN Controller的又一個

11、關(guān)鍵指標(biāo)。SDN Controller和 OpenStack對接 上面我們已經(jīng)把對接的范圍做了聚焦，云平臺是主流的OpenStack平臺，SDN Controller是主流的ODL。對于這兩個開源項目，在其社區(qū)中，已經(jīng)提供了標(biāo)準(zhǔn)的對接接口。廠商的商用一般不會改變對外的接口，所有深度開發(fā)主要局限在接口之內(nèi)，以此保證不同品牌的云平臺和控制器之間的兼容性。具體的對接模型如下。 里面的關(guān)鍵就是Networking-odl插件，云平臺和SDN控制器有一方需要提供這個插件，并安裝到OpenStack平臺上。Networking-odl包含Open Daylight Mechanism Driver和Ope

12、n Daylight L3 Router Plugin。Open Daylight Mechanism Driver是OpenDaylight的ML2 Mechanism Driver，通過類似REST proxy的方式實現(xiàn)了ML2 Mechanism Driver功能。它把Mechchanism Driver的所有調(diào)用轉(zhuǎn)化成Neutron API傳遞給OpenDaylight，由OpenDaylight的NB REST Service(Neutron API Service)處理后返回。Open Daylight L3 Router Plugin是OpenDaylight的L3 Router plugin，實現(xiàn)基本router、ext-gw-mode、extraroute、dvr、L3-ha等功能。Open Daylig