軟件定義網(wǎng)絡(luò)第一章SDN概述

SoftwareDefinedNetworkSDN軟件定義網(wǎng)絡(luò)第一章概述2目錄SDN的起源SDN的發(fā)展立場(chǎng)SDNSDN的背景1.1SDN產(chǎn)生的背景概述（1）設(shè)備日趨復(fù)雜。IP技術(shù)使用“打補(bǔ)丁”式的演進(jìn)策略，使得設(shè)備的功能和業(yè)務(wù)越來(lái)越多，復(fù)雜度顯著提高。（2）管理運(yùn)維復(fù)雜。當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)在部署一個(gè)全局業(yè)務(wù)策略時(shí)，需要逐一配置每臺(tái)設(shè)備。隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)大和新業(yè)務(wù)的引入，管理運(yùn)維變得更加復(fù)雜。（3）網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新困難。IP網(wǎng)絡(luò)控制面和數(shù)據(jù)面深度耦合，分布式網(wǎng)絡(luò)控制機(jī)制使得任何一種新技術(shù)的引入都嚴(yán)重依賴網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，并需要多個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備同步更新，導(dǎo)致新技術(shù)的部署周期較長(zhǎng)（通常需要3～5年），嚴(yán)重制約了網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)和發(fā)展。（4）成為新業(yè)務(wù)發(fā)展的瓶頸。隨著云計(jì)算業(yè)務(wù)的發(fā)展和大數(shù)據(jù)服務(wù)的興起，傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及架構(gòu)無(wú)法滿足新業(yè)務(wù)所需的動(dòng)態(tài)配置、按需調(diào)用、自動(dòng)負(fù)載均衡等需求。1.2SDN的起源（2006年，SDN誕生于美國(guó)全球網(wǎng)絡(luò)調(diào)研環(huán)境（GlobalEnvironmentforNetworkInvestigations，GENI）項(xiàng)目資助的斯坦福大學(xué)的CleanSlate項(xiàng)目。該項(xiàng)目的最終目的是改變已不合時(shí)宜且難以演進(jìn)和發(fā)展的現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)。該項(xiàng)目試圖通過一個(gè)集中式的控制器，讓網(wǎng)絡(luò)管理員可以方便地定義基于網(wǎng)絡(luò)流的安全控制策略，并將這些安全控制策略應(yīng)用到各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)通信的安全控制。1.2SDN的發(fā)展歷程2006年，SDN誕生。2007年，斯坦福大學(xué)的學(xué)生馬丁·卡薩多（MartinCasado）領(lǐng)導(dǎo)了一個(gè)關(guān)于網(wǎng)絡(luò)安全與管理的項(xiàng)目Ethane。2008年，基于Ethane及其前續(xù)項(xiàng)目Sane的啟發(fā)，尼克·麥基翁教授等人提出了OpenFlow的概念，并于當(dāng)年發(fā)表了題為OpenFlowEnablingInnovationinCampusNetworks的論文，首次詳細(xì)地介紹了OpenFlow的概念。2009年，基于OpenFlow為網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)的可編程的特性，尼克·麥基翁教授和他的團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步強(qiáng)化了SDN的概念。2011年3月，在尼克·麥基翁教授等人的推動(dòng)下，ONF成立。1.2SDN的發(fā)展歷程2011年4月，美國(guó)印第安納大學(xué)、Internet2聯(lián)盟與斯坦福大學(xué)CleanSlate項(xiàng)目研究組宣布聯(lián)手開展網(wǎng)絡(luò)開發(fā)與部署行動(dòng)計(jì)劃（NetworkDevelopmentandDevelopmentInitiative，NDDI），旨在共同創(chuàng)建一個(gè)新的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)與配套軟件，以革命性的新方式支持全球科學(xué)研究。2011年12月，第一屆開放網(wǎng)絡(luò)峰會(huì)在北京召開，此次峰會(huì)邀請(qǐng)了國(guó)內(nèi)外在SDN方面先行的企業(yè)介紹其在SDN方面的成功案例；同時(shí)，世界頂級(jí)互聯(lián)網(wǎng)、通信網(wǎng)絡(luò)與IT設(shè)備集成商在峰會(huì)上探討了如何在全球數(shù)據(jù)中心部署基于SDN的硬件和軟件，為OpenFlow和SDN在學(xué)術(shù)界和工業(yè)界做了很好的介紹和推廣。1.2SDN的發(fā)展歷程2012年，SDN完成了從實(shí)驗(yàn)技術(shù)向網(wǎng)絡(luò)部署的重大跨越：覆蓋美國(guó)上百所高校的Internet2聯(lián)盟開始部署SDN；德國(guó)電信等運(yùn)營(yíng)商開始開發(fā)和部署SDN；成功推出SDN商用產(chǎn)品的新興的創(chuàng)業(yè)公司在資本市場(chǎng)上備受矚目，BigSwitch公司兩輪融資超過3800萬(wàn)美元（約合24700萬(wàn)元）。2012年4月，谷歌公司宣布其主干網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)全面運(yùn)行在OpenFlow上，并通過10Gbit/s的網(wǎng)絡(luò)連接速度分布在全球各地的12個(gè)數(shù)據(jù)中心上，使廣域線路的利用率從30%提升到接近飽和，從而證明了OpenFlow不再僅是停留在學(xué)術(shù)界的一個(gè)研究模型，而已經(jīng)完全具備了可以在產(chǎn)品環(huán)境中應(yīng)用的技術(shù)成熟度。1.2SDN的發(fā)展歷程2012年7月，SDN先驅(qū)者、開源政策網(wǎng)絡(luò)虛擬化私人控股公司Nicira以12.6億美元（約合82億元）的價(jià)格被VMware公司收購(gòu)。

2012年，國(guó)家863計(jì)劃基金資助項(xiàng)目“未來(lái)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)和創(chuàng)新環(huán)境”獲得中華人民共和國(guó)科學(xué)技術(shù)部批準(zhǔn)。。2012年年底，AT&T、英國(guó)電信、德國(guó)電信、Orange、意大利電信、西班牙電信和Verizon等公司聯(lián)合發(fā)起成立了網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化（NetworkFunctionsVirtualization，NFV）產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，旨在將SDN的理念引入電信業(yè)。NFV產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟由52家網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商、電信設(shè)備供應(yīng)商、IT設(shè)備供應(yīng)商以及技術(shù)供應(yīng)商組成。1.2SDN的發(fā)展歷程2013年4月，思科公司和IBM公司聯(lián)合微軟、BigSwitch、博科、思杰、戴爾、愛立信、富士通、英特爾、瞻博網(wǎng)絡(luò)、NEC、惠普、紅帽和VMware等公司發(fā)起成立了OpenDaylight，與Linux基金會(huì)合作，開發(fā)SDN控制器、南向/北向應(yīng)用程序接口（ApplicationProgramInterface，API）等軟件，旨在打破大公司對(duì)網(wǎng)絡(luò)硬件的壟斷，驅(qū)動(dòng)發(fā)展網(wǎng)絡(luò)技術(shù)創(chuàng)新力，使網(wǎng)絡(luò)管理更簡(jiǎn)單、更廉價(jià)。這個(gè)組織中只有SDN的供應(yīng)商，沒有SDN的用戶——互聯(lián)網(wǎng)或者運(yùn)營(yíng)商。OpenDaylight涉及的范圍包括SDN控制器、API專有擴(kuò)展等，并宣布要推出工業(yè)級(jí)的開源SDN控制器。1.2SDN的發(fā)展歷程2013年4月，思科公司和IBM公司聯(lián)合微軟、BigSwitch、博科、思杰、戴爾、愛立信、富士通、英特爾、瞻博網(wǎng)絡(luò)、NEC、惠普、紅帽和VMware等公司發(fā)起成立了OpenDaylight，與Linux基金會(huì)合作，開發(fā)SDN控制器、南向/北向應(yīng)用程序接口（ApplicationProgramInterface，API）等軟件，旨在打破大公司對(duì)網(wǎng)絡(luò)硬件的壟斷，驅(qū)動(dòng)發(fā)展網(wǎng)絡(luò)技術(shù)創(chuàng)新力，使網(wǎng)絡(luò)管理更簡(jiǎn)單、更廉價(jià)。這個(gè)組織中只有SDN的供應(yīng)商，沒有SDN的用戶——互聯(lián)網(wǎng)或者運(yùn)營(yíng)商。OpenDaylight涉及的范圍包括SDN控制器、API專有擴(kuò)展等，并宣布要推出工業(yè)級(jí)的開源SDN控制器。2014年，逐漸開始有公司報(bào)道在生產(chǎn)環(huán)境中應(yīng)用了SDN。1.2SDN的發(fā)展歷程2015年，谷歌公司確認(rèn)在其Jupiter&Andromeda項(xiàng)目中采用SDN來(lái)管理大規(guī)模環(huán)境。2016年，國(guó)內(nèi)SDN初創(chuàng)公司云杉網(wǎng)絡(luò)和大河云聯(lián)分別獲得資本的青睞，盛科網(wǎng)絡(luò)公司完成戰(zhàn)略融資。外國(guó)SDN初創(chuàng)公司VeloCloud、Plexxi、Cumulus和BigSwitch都獲得了新一輪融資。IEEE召開了NFV-SDN會(huì)議，網(wǎng)絡(luò)編程語(yǔ)言的研究受到了學(xué)術(shù)界的重點(diǎn)關(guān)注。SDN-IoT學(xué)術(shù)研討會(huì)順利召開。2017年，VMware公司宣布其網(wǎng)絡(luò)虛擬化平臺(tái)有超過2400名的客戶，帶來(lái)10億美元（約合65億元）的銷售額。這是商用SDN領(lǐng)域公布的極大的一筆銷售額。1.2SDN的發(fā)展歷程2018年，浪潮集團(tuán)發(fā)布了基于SDN的ICE2.0產(chǎn)品，ICE2.0融合了SDN、芯片、開源和大數(shù)據(jù)DevOps技術(shù)，通過智能技術(shù)解決云時(shí)代網(wǎng)絡(luò)難題。2019年4月17～18日，2019年中國(guó)SDN/NFV/AI大會(huì)在北京成功召開。此次大會(huì)由中華人民共和國(guó)工業(yè)和信息化部指導(dǎo)，由中國(guó)通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)SDN/NFV/AI標(biāo)準(zhǔn)與產(chǎn)業(yè)推進(jìn)委員會(huì)主辦。大會(huì)主題是“邊云協(xié)同，構(gòu)建未來(lái)智慧網(wǎng)絡(luò)”，主題聚焦