SDN本身就是一個(gè)局部的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)革命，放大到全網(wǎng)的演進(jìn)就得面臨經(jīng)濟(jì)、技術(shù)上的雙重挑戰(zhàn)，個(gè)人理解對(duì)于一個(gè)分散控制的互聯(lián)網(wǎng)，引入SDN不過(guò)是將分布式系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)規(guī)模做得更大，如果你想擴(kuò)大它的內(nèi)涵，引入更廣泛的SDN控制，那么你要想想為什么互聯(lián)網(wǎng)要分自治域，為什么是IGP+BGP,BGP還要分iBGP、eBGP，還要引入路由反射器，為什么不是一個(gè)OSPF的單一區(qū)域。也許SDN+BGP，替代IGP是有技術(shù)可行性的，但是全網(wǎng)的演進(jìn)總是比預(yù)期的更為緩慢。

 

回到SDN擅長(zhǎng)的領(lǐng)域：數(shù)據(jù)中心。數(shù)據(jù)中心由來(lái)已久，Internet商用化后就存在，只不過(guò)在計(jì)算模式經(jīng)由MainFrame、C/S架構(gòu)、P2P再回到中心化的云計(jì)算時(shí)代，數(shù)據(jù)中心規(guī)模呈爆炸式增長(zhǎng)，在虛擬化、分布式計(jì)算技術(shù)解決了計(jì)算本身的部署、規(guī)模問(wèn)題后，網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題變得特別突出。前幾年的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題研究很多人拿虛擬機(jī)遷移說(shuō)事，但是虛擬機(jī)遷移實(shí)際上是個(gè)小眾應(yīng)用，畢竟虛擬機(jī)遷移需要大量的狀態(tài)復(fù)制，跨存儲(chǔ)集群遷移時(shí)還要進(jìn)行持久存儲(chǔ)的復(fù)制，這是個(gè)投入產(chǎn)出比較低的活兒，尤其是跨WAN進(jìn)行遷移，簡(jiǎn)直拿資本家的錢(qián)不當(dāng)錢(qián)。

 

我個(gè)人認(rèn)為數(shù)據(jù)中心SDN帶來(lái)的價(jià)值主要有3點(diǎn)：

 

1、網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)化部署和運(yùn)維、故障診斷。依賴(lài)于SDN的集中控制、集中拓?fù)涮綔y(cè)，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備完全可以做到即插即用，除了部署之外，網(wǎng)絡(luò)故障設(shè)備的更換變?yōu)楹?jiǎn)單的硬件更換。對(duì)于故障診斷，則依賴(lài)于控制器具有完全的轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)，應(yīng)用可以根據(jù)故障申告的業(yè)務(wù)報(bào)文做端到端的報(bào)文路徑靜態(tài)檢查，也可以通過(guò)工具生成自動(dòng)化的測(cè)試用例，在控制面進(jìn)行灌包測(cè)試(與專(zhuān)門(mén)的測(cè)試儀表相比，不受位置限制)，并且可以評(píng)估測(cè)試的覆蓋率，就如同軟件的代碼、分支覆蓋率一樣;最后可以在控制面應(yīng)用上生成故障申告業(yè)務(wù)相同的報(bào)文頭部通過(guò)SDN控制器的報(bào)文上送、下發(fā)機(jī)制進(jìn)行單步的檢測(cè)，檢測(cè)到軟故障具體的流水線節(jié)拍。

 

2、虛擬機(jī)的按需部署，這在公有云、混合云的環(huán)境下尤其有用。今天大家已經(jīng)比較習(xí)慣于在電信運(yùn)營(yíng)商營(yíng)業(yè)窗口、自服務(wù)頁(yè)面上辦理業(yè)務(wù)后，立刻收到短信通知業(yè)務(wù)已經(jīng)開(kāi)通，但是在早年，這些業(yè)務(wù)開(kāi)通涉及到營(yíng)業(yè)、計(jì)費(fèi)、后臺(tái)、網(wǎng)管中心、LMT等系統(tǒng)，需要工單的流轉(zhuǎn)才能開(kāi)通，是以天計(jì)的。那么在今天絕大多數(shù)的數(shù)據(jù)中心中只要涉及到IP地址的分配問(wèn)題，仍然需要工單的流轉(zhuǎn)，這對(duì)于以虛擬機(jī)作為單位的主機(jī)托管數(shù)據(jù)中心，顯然是低效的，尤其是虛擬私有云、混合云，從業(yè)需求來(lái)看需要允許客戶(hù)自己規(guī)劃、配置子網(wǎng)和虛機(jī)的IP地址，并支持按需啟動(dòng)/停用虛擬機(jī)和按使用計(jì)費(fèi)，從數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)效率來(lái)看，需要能夠自動(dòng)發(fā)現(xiàn)負(fù)載更輕的物理機(jī)器加載虛機(jī)，這就要求網(wǎng)絡(luò)的地址是可以浮動(dòng)的，并且可以根據(jù)客戶(hù)的指令實(shí)時(shí)生效。前幾年大家推大二層的解決方案，大二層需要輔以802.1Qbg才是一個(gè)完整的解決方案，而Overlay+IP組網(wǎng)無(wú)需升級(jí)硬件，無(wú)疑性?xún)r(jià)比更高。如果要升級(jí)，則不如升級(jí)到SDN更為徹底，你可以得到第1條所述的所有好處，另外你也不知道明天還會(huì)有哪些需求，SDN提供了未來(lái)不升級(jí)硬件的承諾(當(dāng)然這些承諾也是靠不住的，你不因?yàn)楣δ苌?jí)，但更可能要因?yàn)樾阅芏?jí))。保底地，可以實(shí)現(xiàn)基于SDN的Overlay。

 

3、動(dòng)態(tài)業(yè)務(wù)插入，比如虛擬防火墻、虛擬VPN網(wǎng)關(guān)等設(shè)備以VM形式動(dòng)態(tài)插入到轉(zhuǎn)發(fā)路徑上，并且可以根據(jù)業(yè)務(wù)流量的變化動(dòng)態(tài)增加/停用Virtual Appliance.這其實(shí)是在第二點(diǎn)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的，只不過(guò)增加了應(yīng)用去感知、控制業(yè)務(wù)邏輯實(shí)體。

 

vSwitch的性能很多人懷疑，但是自從Intel推出DPDK后，這個(gè)問(wèn)題質(zhì)疑的聲音要少一些了，但是報(bào)文經(jīng)過(guò)vSwitch到VM引起的上下文切換開(kāi)銷(xiāo)還是比較難以解決，尤其是小報(bào)文為主的業(yè)務(wù)，將來(lái)應(yīng)該以智能網(wǎng)卡+SR-IOV為解決思路，vSwitch退化為本地控制面。

 

至于流量可視化，沒(méi)有SDN你能夠做到，有了SDN也不見(jiàn)得會(huì)實(shí)現(xiàn)更加容易。租戶(hù)數(shù)量問(wèn)題，和SDN也沒(méi)有太大關(guān)系，關(guān)鍵是轉(zhuǎn)發(fā)面封裝格式中表達(dá)租戶(hù)數(shù)量的標(biāo)簽是多少位以及轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備據(jù)此生成的轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則。

 

需要謹(jǐn)慎考慮、評(píng)估的好處包括：

 

1、虛擬機(jī)遷移，除了前面講的虛機(jī)遷移本身的成本外，虛擬機(jī)遷移本身的SDN實(shí)現(xiàn)也是一個(gè)比較困難的問(wèn)題。當(dāng)集群規(guī)模較小，VM通信對(duì)端較少的時(shí)候，一切都不是問(wèn)題;當(dāng)虛機(jī)集群規(guī)模較大，比如Hadoop集群節(jié)點(diǎn)，one hop DHT節(jié)點(diǎn)、分布式文件系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)，數(shù)據(jù)庫(kù)節(jié)點(diǎn)等(當(dāng)然不一定建議這些節(jié)點(diǎn)用虛擬機(jī)，性能也是問(wèn)題)，遷移時(shí)需要遷移VM所在節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)發(fā)表，還需要更新與之有通信關(guān)系的虛擬機(jī)所在邊緣交換機(jī)的轉(zhuǎn)發(fā)表，這個(gè)問(wèn)題的痛苦之處在于需要更新轉(zhuǎn)發(fā)表的節(jié)點(diǎn)數(shù)量是不可預(yù)知的。我們?cè)谝苿?dòng)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)中往往不去更新對(duì)端的轉(zhuǎn)發(fā)表，而是在遷移終端所在的遷出網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和遷入網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間建立一條中轉(zhuǎn)隧道用于流量的轉(zhuǎn)發(fā)，但問(wèn)題是移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中的每一個(gè)會(huì)話周期都是短暫的，因此這種中轉(zhuǎn)通道的生命周期是短暫的，不會(huì)給設(shè)備帶來(lái)太大的負(fù)擔(dān);而服務(wù)器集群中的通信會(huì)話周期是不可預(yù)知的，并且中轉(zhuǎn)帶來(lái)的迂回流量開(kāi)銷(xiāo)可能也是驚人的。因此這是一個(gè)很難控制的過(guò)程，尤其是在集群規(guī)模較大、業(yè)務(wù)繁忙的時(shí)刻。

 

2、細(xì)顆粒度的流量控制。理論上我們可以做到，并且OpenFlow一開(kāi)始就被誤解為基于流的轉(zhuǎn)發(fā)控制。顆粒度越細(xì)，需要消耗更多的轉(zhuǎn)發(fā)面和控制面資源，更為糟糕的是在轉(zhuǎn)發(fā)面和控制面之間需要同步的信息就越多。在移動(dòng)核心網(wǎng)的PCC架構(gòu)下，理論上是按照業(yè)務(wù)流進(jìn)行QoS的控制的，需要和轉(zhuǎn)發(fā)面能力相匹配的本地控制面能力，需要海量的TCAM來(lái)存儲(chǔ)通配流表，付出的代價(jià)就是高1-2個(gè)數(shù)量級(jí)的成本，所幸的是移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線接入是瓶頸，流量有限，如果在數(shù)據(jù)中心中應(yīng)用，最好還是進(jìn)行粗顆粒度的流統(tǒng)計(jì)或者只對(duì)少數(shù)已經(jīng)預(yù)先識(shí)別的流進(jìn)行控制。

 

從遠(yuǎn)期來(lái)看，DataCenter本身的效率和管理復(fù)雜度問(wèn)題可能逐步成為解決方案的重點(diǎn)，可能由松散的系統(tǒng)逐步走向計(jì)算、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一控制的緊耦合體，更加注重對(duì)不同計(jì)算實(shí)體調(diào)度的優(yōu)化處理，這是所謂的DataCenter As A Computer理念，這其中，裸CPU+Main Memory、存儲(chǔ)都可以通過(guò)融合網(wǎng)絡(luò)直接連接起來(lái)，構(gòu)成一臺(tái)類(lèi)NUMA(此處是針對(duì)外存而言)的超級(jí)計(jì)算機(jī)，而SDN控制下的網(wǎng)絡(luò)充當(dāng)其CPU和外設(shè)的交換矩陣。出于成本的考慮，這一交換矩陣可能很難做到完全無(wú)阻塞的，因此它需要一定的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和路徑重指派能力。這時(shí)候，SDN已經(jīng)完全融入到DataCenter的管理控制系統(tǒng)之中，和計(jì)算、存儲(chǔ)的調(diào)度完全融為一體。