許多人不了解OpenFlow和SDN之間的差別。這并不奇怪，因?yàn)檫@兩個(gè)技術(shù)名詞關(guān)系本就非常密切。不過(guò)，二者卻不能互換。OpenFlow是使用類(lèi)似API進(jìn)程配置網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的協(xié)議。而SDN這個(gè)術(shù)語(yǔ)描述的是在網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施中提供可編程界面，以便自動(dòng)提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。SDN有被營(yíng)銷(xiāo)人員濫用的嫌疑。

事實(shí)上，SDN是可被精準(zhǔn)定義的。一個(gè)SDN網(wǎng)絡(luò)中包含三個(gè)架構(gòu)層級(jí)：物理網(wǎng)絡(luò)，SDN應(yīng)用以及SDN控制器。讓我們分別了解一下。

物理網(wǎng)絡(luò)

物理網(wǎng)絡(luò)處于最低層，包含組成整個(gè)IT基礎(chǔ)架構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)中的所有物理設(shè)備。我們使用“交換機(jī)”這個(gè)術(shù)語(yǔ)是因?yàn)镺penFlow改變了以太網(wǎng)交換機(jī)的運(yùn)作方式。在這篇文章中，你還可以考慮物理基礎(chǔ)設(shè)施的虛擬交換機(jī)部分。

SDN應(yīng)用

SDN設(shè)計(jì)的最可視部分就是提供服務(wù)的應(yīng)用，如交換機(jī)/網(wǎng)絡(luò) 虛擬化，防火墻和數(shù)據(jù)流均衡器。(注意基于OpenFlow的負(fù)載均衡器被稱(chēng)為流均衡器。他們不是傳統(tǒng)意義上的負(fù)載均衡器，因?yàn)樗鼈儾荒茏x取數(shù)據(jù)包內(nèi)容。)這些應(yīng)用類(lèi)似于或者等同于現(xiàn)在軟件運(yùn)行于專(zhuān)用硬件時(shí)所使用的應(yīng)用。大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的創(chuàng)新都來(lái)自SDN應(yīng)用。

SDN控制器

SDN控制器就像是一個(gè)整個(gè)架構(gòu)的中間件?？刂破鞅仨氄暇W(wǎng)絡(luò)中所有物理和虛擬設(shè)備。控制器會(huì)從與設(shè)備一起工作的SDN軟件中提取物理網(wǎng)絡(luò)設(shè)備?？刂破髋c網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間高度融合。在OpenFlow環(huán)境中，控制器會(huì)使用OpenFlow協(xié)議和NETCONF協(xié)議與交換機(jī)聯(lián)系。(OpenFlow是將流數(shù)據(jù)發(fā)送到交換機(jī)的API，而NETCONF是網(wǎng)絡(luò)配置API。)

SDN：基礎(chǔ)架構(gòu)

在當(dāng)前SDN方法中，供應(yīng)商只是把應(yīng)用和控制器作為單獨(dú)產(chǎn)品提供。例如，Nicira/VMware將其應(yīng)用和控制器打包到了一個(gè)單獨(dú)的專(zhuān)屬應(yīng)用堆棧中。思科則通過(guò)把控制器嵌入IOS軟件的方式把控制器打包到了OnePK產(chǎn)品中。筆者也希望思科可以在近期推出一款有分量的控制器。Big Switch Networks最近發(fā)布了SDN控制器的商用版，該產(chǎn)品提供的兩個(gè)應(yīng)用(Big Virtual Switch和Big Tap)運(yùn)行于控制器之上。

顯然，控制器是網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中的關(guān)鍵要素。它必須把API顯示給代表著可用功能的應(yīng)用，而SDN戰(zhàn)場(chǎng)上這一部分的角逐也最激烈。

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SDN API：新的戰(zhàn)場(chǎng)

一個(gè)SDN架構(gòu)包含兩個(gè)截然不同的網(wǎng)絡(luò)API：北向和南向。OpenFlow是一個(gè)北向API。OpenFlow描述了一個(gè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)API，這個(gè)API在以太網(wǎng)交換機(jī)中配置了幀轉(zhuǎn)發(fā)芯片 并且定義了網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)流路徑。此外，開(kāi)放網(wǎng)絡(luò)基金會(huì)(ONF)作為監(jiān)督OpenFlow協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)組織發(fā)布了一個(gè)用于設(shè)備配置的API，其名稱(chēng)為OF-CONFIG。OF-CONFIG使用NETCONF XML數(shù)據(jù)格式定義語(yǔ)言。

思科的OnePK是南向API。關(guān)于OpenFlow是否能滿(mǎn)足網(wǎng)絡(luò)需求有些爭(zhēng)議，特別是從基于數(shù)據(jù)包的網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)向基于數(shù)據(jù)流的網(wǎng)絡(luò)。一些懸而未決的問(wèn)題會(huì)影響到這種過(guò)渡，如與現(xiàn)有協(xié)議STP或OSPF的互操作性問(wèn)題。

北向和南向API

北向API在SDN架構(gòu)中提供了一種機(jī)制呈現(xiàn)服務(wù)或應(yīng)用。每個(gè)應(yīng)用都會(huì)為網(wǎng)絡(luò)設(shè)備開(kāi)發(fā)出一個(gè)流量表視圖，然后將請(qǐng)求發(fā)送給控制器獲取網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的配額。

例如，一個(gè)虛擬交換應(yīng)用應(yīng)能夠在物理和虛擬機(jī)網(wǎng)絡(luò)的所有連接點(diǎn)上創(chuàng)建一個(gè)網(wǎng)絡(luò)圖表/數(shù)據(jù)庫(kù)。在多租戶(hù)的以太網(wǎng)中，應(yīng)用可以開(kāi)發(fā)一套流量規(guī)則模擬以太網(wǎng)VLAN，同時(shí)保持每位租戶(hù)瀏覽的獨(dú)立性。流量規(guī)則應(yīng)該包含進(jìn)出端口的數(shù)值，加上始發(fā)MAC地址和目的地MAC地址。

北向API，從服務(wù)到控制器都還未被定義。筆者認(rèn)為可以歸結(jié)為三個(gè)原因。第一，大廠(chǎng)商還不能找到有力的使用案例足以說(shuō)服他們投資。第二，只有少部分控制器上市，還未有證據(jù)顯示它們是強(qiáng)大的生產(chǎn)平臺(tái)。第三，不同的應(yīng)用或許要依據(jù)各自的情況通過(guò)不同API訪(fǎng)問(wèn)控制器。例如，一個(gè)防火墻應(yīng)用或許需要高性能，低延時(shí)，低復(fù)雜度的數(shù)據(jù)交換，同時(shí)監(jiān)控應(yīng)用只需讀取途經(jīng)的數(shù)據(jù)。

整個(gè)行業(yè)面臨多種選擇。似乎ONF中會(huì)有一些論壇在不久后將推出一些指導(dǎo)，而IETF也通過(guò)Network Working Group發(fā)布了一些草案。

缺乏標(biāo)準(zhǔn)的API意味著軟件開(kāi)發(fā)者不得不對(duì)開(kāi)發(fā)平臺(tái)做出選擇。F5 是為思科還是Big Switch的控制器做研發(fā)呢?安全公司為OpenFlow開(kāi)發(fā)防火墻又會(huì)怎樣?他們會(huì)選擇惠普OpenFlow控制器還是為IBM呢?北向API必須形成一定的標(biāo)準(zhǔn)，但是其格式，性能和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或許無(wú)法很好地被理解。所以在這個(gè)方面還需要有更多努力。

適合

在檢查OpenFlow和SDN之間的差異時(shí)，要考慮到它們?cè)诨A(chǔ)設(shè)施中的位置。OpenFlow是一種技術(shù)——技術(shù)服務(wù)SDN，因?yàn)? 它連接著控制權(quán)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，用戶(hù)或企業(yè)看不到。相反，SDN是企業(yè)——技術(shù)界面，會(huì)先向用戶(hù)和企業(yè)提供服務(wù)，然后再把服務(wù)轉(zhuǎn)換成控制權(quán)可翻譯的操作。

現(xiàn)在，可以說(shuō)是一場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的革命。我們目前的網(wǎng)絡(luò)中沒(méi)有SDN。現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)管理平臺(tái)不足以為網(wǎng)絡(luò)所有者提供可視性和控制。這主要?dú)w咎于SNMP協(xié)議的局限性，而這一協(xié)議是從網(wǎng)絡(luò)中抽取數(shù)據(jù)唯一標(biāo)準(zhǔn)方法(盡管也有一些工具試圖從命令行界面抽取數(shù)據(jù))。

SDN可以從物理和虛擬網(wǎng)絡(luò)中抽取完整數(shù)據(jù)。南向API對(duì)OpenFlow和NETCONF有完好定義，讓程序員相信產(chǎn)品不會(huì)僅限于一個(gè)供應(yīng)商。在接下來(lái)的幾個(gè)月里，市場(chǎng)會(huì)向北向API集中。需要SDN廠(chǎng)商有更多營(yíng)銷(xiāo)策略和創(chuàng)新。這種創(chuàng)新會(huì)以控制器和應(yīng)用的形式表現(xiàn)出來(lái)。

供應(yīng)商已經(jīng)宣布OpenFlow支持他們的物理設(shè)備和虛擬交換機(jī)，比如Open vSwitch以及思科Nexus 1000V。市場(chǎng)的下一步動(dòng)作是識(shí)別可以為企業(yè)提供服務(wù)的OpenFlow控制器和應(yīng)用。其實(shí)，這一動(dòng)作已現(xiàn)端倪，早前已經(jīng)有報(bào)道Big Switch Networks在推出OpenFlow控制器的同時(shí)還推出了兩款應(yīng)用。惠普也聲稱(chēng)自己的應(yīng)用會(huì)在2013年上市。隨著越來(lái)越多的應(yīng)用出現(xiàn)，SDN也將被廣泛接受。