在軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SDN)中，控制器是網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中至關(guān)重要的一個點，它處在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間。對網(wǎng)絡(luò)專業(yè)人士來說，集中化的控制器擔(dān)負著控制平面的作用，而控制平面就是傳統(tǒng)上各種分布式路由協(xié)議如BGP和OSPF等駐留的所在。

目前，我們?nèi)蕴幵赟DN的初期階段，眾多的組織和廠商都在想方設(shè)法力圖控制或者支配SDN的發(fā)展，因此出現(xiàn)了大量可供選擇的控制器也就不足為奇了。一般而言，SDN控制器可以分成如下一些類別：

● 科研用SDN控制器項目

● 廠商支持的開源SDN控制器項目

● 有特定用途、廠商專用的控制器產(chǎn)品

事實上，一些剛剛知道SDN的用戶可能會因為選擇的眾多而不知所措。

但如果作更進一步的審視，我們就會看到在SDN控制器市場上，有一個趨勢逐漸清晰——那就是控制器的整合。盡管仍然有很多不同類型的控制器在售賣，但卻開始緩慢而明確地看到了兩個關(guān)鍵性的集合點，而且都是在開源社區(qū)出現(xiàn)的。一個是Linux基金會的OpenDaylight(ODL)項目。另一個則是ON.Lab的開放網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)(ONOS)。

這種整合趨勢是SDN發(fā)展進程中非常重要的一步。

●控制器太多已經(jīng)阻礙了SDN在企業(yè)中的普及。因為在初期階段，很好有企業(yè)會去押寶某個SDN控制器，尤其是還要圍繞該平臺構(gòu)建一個新的業(yè)務(wù)策略，這就更得慎而又慎了。因此，整合就意味著企業(yè)可以作出選擇，依靠某個控制器長期運轉(zhuǎn)了。

●對互操作性感興趣的廠商也會因控制器太多而受到影響。但是，隨著ODL和ONOS被廣泛接受，廠商便可選擇其中一種來開發(fā)自己的控制器，又不會冒自己的產(chǎn)品最終可能成為孤兒的風(fēng)險。

●一些SDN應(yīng)用開發(fā)商早就在采取“坐等”的態(tài)度，因為要支持一個能在多種控制器平臺上運行的應(yīng)用，時間和資金成本都不會少。一旦整個行業(yè)基本穩(wěn)定在ODL和ONOS上之后，應(yīng)用開發(fā)商便可為這些平臺推出相應(yīng)的產(chǎn)品。

此外，科研用SDN控制器項目也并非什么貢獻都沒有。科研院所在這方面的努力至少在概念驗證、嘗試各種新的想法方面是很有用的。只不過它們不是為規(guī)?；ぷ鞫O(shè)計的，也不可能適用于企業(yè)或服務(wù)提供商可能有的所有SDN用例。

另外，某家廠商所設(shè)計的垂直整合型控制器一般只用于它們自己的生態(tài)系統(tǒng)，它需要特殊的堆棧，在統(tǒng)一的產(chǎn)品線中才能工作。這些廠商專用的控制器不太可能長期存在下去，因為它們總是有可能需要與其他廠商的產(chǎn)品相互集成或者互操作。

這并不是一件壞事。在用戶的網(wǎng)絡(luò)中有空間可以容納不只一臺控制器，這主要取決于想要解決的問題以及所使用的產(chǎn)品。不過讓人感興趣的是，有一部分整合運動來自廠商。有不少廠商主要基于開源項目，特別是基于OpenDaylight來開發(fā)自己的控制器。

下面我們就來看一看整合趨勢下的這兩種SDN控制器的發(fā)展情況。

1、OpenDaylight(ODL)

OpenDaylight項目形成于2013年，可以說是一個開放的廠商聯(lián)合體，主要目的是要研發(fā)模塊化SDN控制器。這個項目是真正開源的，任何人都可以貢獻有用的代碼、文檔、或想法，共同利用IRC論壇參與項目，尤其可公開訪問各類會議、維基條目等等，來推動項目的進展。

ODL對自己初期的巨大成功相當滿意，而且還不斷有廠商加入進來，貢獻代碼，參與治理進程。ODL剛剛慶祝了兩周歲生日，在此過程中，它所取得的幾個關(guān)鍵性成就包括：

-20個ODL用戶組，成員多達千余人

-實際部署案例，涉及各類組織，如科研院所、電信廠商以及政府部門等

-對基于YANG的建模逐漸達成了一致，YANG是一個描述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的配置和狀態(tài)的標準(IETF)模塊化方式

-設(shè)置策略，力圖將現(xiàn)實世界的商業(yè)策略轉(zhuǎn)換成網(wǎng)絡(luò)配置

對于策略設(shè)置而言，雖然大多數(shù)人都認為，必須以可編程方式去定義含義不清的策略概念，但是策略本身充滿著挑戰(zhàn)。要將一個策略概念翻譯成一個特定的任務(wù)要求，就需要在具有不同功能的各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之上構(gòu)建一個復(fù)雜的抽象層。這一抽象層的目的是：如何才能最好地表達出策略意圖?如何最好地抽象出該意圖?在定義策略時，需要哪些配置步驟去滿足這種有著特定表述方式的，或者僅僅是有暗示內(nèi)容的策略呢?又該如何讓設(shè)備自己去決定怎樣滿足策略的要求呢?

這些都是很復(fù)雜的問題，好在ODL就是行業(yè)內(nèi)一個探討策略定義的重要項目之一。OpenStack的Congress項目也是聚焦策略定義的另一個關(guān)鍵的開源項目。思科同樣表達了它對策略定義的觀點，并向開源社區(qū)提交了它的OpFlex協(xié)議。

雖然有人批評ODL的成員“廠商太多，用戶太少”，但ODL已部分解決了這一問題，成立了一個ODL咨詢小組。ODL的執(zhí)行董事Neela Jacques對該咨詢組的表述是，“匯集了業(yè)界的思想領(lǐng)袖、工程師，以及領(lǐng)導(dǎo)著金融、企業(yè)、電信和云服務(wù)商的頂尖架構(gòu)師們。”該小組將為“路線圖、功能優(yōu)先順序以及用例的開發(fā)提供指導(dǎo)。”因為ODL的所有會議都有記錄，因此咨詢小組的所有討論內(nèi)容都是公開的，任何人都可以查閱。

ODL一直在持續(xù)不斷地進行軟件升級，但主版本只發(fā)布過兩個，即2014年2月發(fā)布的氫(Hydrogen)版和2014年9月發(fā)布的氦(Helium)版。目前最新的版本是2015年3月發(fā)布的氦-SR3。

該項目的發(fā)展勢頭很好，不斷有新的代碼在開發(fā)和維護，不斷有大量的合作伙伴加入進來提供各種支持。不過更讓人感興趣的事實是，有些廠商正以O(shè)DL為基礎(chǔ)開發(fā)他們自己的控制器。

例如博科的Vyatta控制器就是基于OpenDaylight開發(fā)的。博科正計劃將控制器代碼回饋給該項目以便改進ODL。極進網(wǎng)絡(luò)的OneController也是基于OpenDaylight開發(fā)的，而且已經(jīng)有用戶在其網(wǎng)站上進行部署了，例如康涅狄格州的恩菲爾德小鎮(zhèn)，還有瑪麗山大學(xué)等。

思科的開放SDN控制器同樣是基于OpenDaylight開發(fā)的。思科一直是該項目的主要貢獻者，同時也是白金合作伙伴，其他白金合作伙伴還有博科、思杰、戴爾、愛立信、惠普、英特爾和紅帽。

還有兩款面向運營商的OpenDaylight控制器是Ciena的多層廣域網(wǎng)控制器和ConteXtream的ContexNet。當然還有其他廠商基于OpenDaylight開發(fā)的控制器，這些都說明OpenDaylight正在被業(yè)界廣泛接受。而且，企業(yè)和服務(wù)商的用例也開始出現(xiàn)。

2、開放網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)(ONOS)

然而，正獲得業(yè)界廣泛支持的并非只有OpenDaylight這一個開源控制器項目。最近幾個月來，ON.Lab的開放網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)(ONOS)項目也已引起了業(yè)界的廣泛興趣，且有了長足的進步。根據(jù)ON.Lab最新的一份簡報透露，在ONOS打算解決的一些關(guān)鍵問題中，最明確的一個問題就是應(yīng)用擴展。SDN控制器的可擴展性一直是眾多網(wǎng)絡(luò)所擔(dān)心的一個問題，更是服務(wù)商尤其擔(dān)心的問題。

為什么控制器的擴展會成為一個問題?因為在單個x86盒子上運行的控制器應(yīng)用會受到諸如本地CPU、內(nèi)存、總線架構(gòu)和存儲I/O等能力的限制。一旦單一系統(tǒng)出現(xiàn)性能瓶頸時，該應(yīng)用不可能跳出盒子去運行。要想讓只為單一盒子運行而設(shè)計的應(yīng)用進行擴展，就需要一個規(guī)模更大的盒子。網(wǎng)絡(luò)從業(yè)者都知道，這意味著需要一個頗具顛覆性的升級過程。將一個應(yīng)用遷移到一個更大的盒子上是一種挑戰(zhàn)，即便在虛擬計算環(huán)境中亦是如此。

分布式計算系統(tǒng)是通過將應(yīng)用以跨多個系統(tǒng)的分布方式運行在一個邏輯架構(gòu)中來解決擴展問題的。擴展應(yīng)用就意味著要增加更多的系統(tǒng)，而不再只是升級單個的系統(tǒng)。

ONOS的目標是創(chuàng)建這樣一個SDN控制器，它可以處理每秒高達100萬條的路徑設(shè)置，以及每秒多達600萬次的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)操作。換句話說，ONOS控制器需要面對如何定義一個非常龐大的網(wǎng)絡(luò)路徑庫及其變化的問題。單盒架構(gòu)已經(jīng)無法適應(yīng)這樣的需求，于是帶有分布式控制器架構(gòu)的ONOS就應(yīng)運而生了。

這并不是說其他的SDN控制器架構(gòu)不重視擴展的需求。有些SDN架構(gòu)可通過創(chuàng)建多個SDN域，然后進行聯(lián)邦治理來處理負載的分布問題。在這種架構(gòu)中，每個域由一個單獨的控制器集群來管理，控制器集群負責(zé)與其他的域交換數(shù)據(jù)，從而形成一個聯(lián)邦。這不是分布式計算模式，而是一連串管理各個域的集中化控制器集群彼此間相互通信而已。

而ONOS控制器架構(gòu)則遵循著一種真正的分布式計算模式，這個集中的控制器操作系統(tǒng)是跨多個控制器節(jié)點分布的。乍一看似乎跟上述系統(tǒng)差別不大，但這微妙的差別卻非常重要。有了ONOS，一個單一的、分布式的ONOS實例便可維持一個網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的統(tǒng)一的全局視圖。

ONOS與ODL的明顯差異化還表現(xiàn)在其目標客戶群為服務(wù)商。雖然它并不排斥企業(yè)用戶，但其中的很多網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)看上去都與服務(wù)商的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)相似，ONOS也和眾多的服務(wù)商一樣擁有全球化規(guī)模和超高節(jié)點連接。ONOS還從一開始就宣稱它會讓廠商的最終用戶們參與進來，這對ODL來說是個不小的沖擊，因為業(yè)界一直在詬病后者太過于廠商驅(qū)動了。

雖然企業(yè)的IT部門不太可能采納ONOS，但至少在今天看來，這種分布式控制器架構(gòu)還是令人印象深刻的。感覺ODL存在SDN擴展瓶頸的企業(yè)也許會想在其環(huán)境中測試一下ONOS，看看這種架構(gòu)能否滿足他們的需求。

ONOS在2015年3月發(fā)布的第二版叫黑鳥(Blackbird)。ONOS的第3版叫紅衣主教(Cardinal)，2015年6月2日起可用。ONOS意圖讓自己的發(fā)布周期比ODL更快(大約每季度一次)，盡管其中沒有太多可以像ODL的主版本那樣的“新的”內(nèi)容。

ONOS的一些現(xiàn)實用例也已經(jīng)可以看到，例如前不久在Internet2一些區(qū)段網(wǎng)絡(luò)中的部署。參與ONOS的重要廠商和機構(gòu)包括AT&T、NTT、SK電信、Ciena、思科、愛立信、富士通、華為、英特爾、NEC、開放網(wǎng)絡(luò)基金會(OpenFlow的維護機構(gòu))、Infoblox和其他一些企業(yè)等。

ONOS另一個讓人感興趣的地方就是它與OPNFV項目的關(guān)系，這一項目正在為服務(wù)商使用網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化(NFV)構(gòu)建一個框架。ON.Lab在今年5月8日宣布已批準啟動了一個項目，將打通OPNFV框架和ONOS。這樣的合作非常及時，因為OPNFV也正處于初期階段。雙方的合作意味著ONOS有可能很好地映射到OPNFV的構(gòu)建中去，如此而形成的平臺將能夠讓服務(wù)商們既可以擁有擴展性，又可擁有功能性。

3、整合對用戶意味著什么?

對于網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的消費者來說，SDN控制器的整合至少可以提供兩個關(guān)鍵性的好處。

開發(fā)者們現(xiàn)在可以毫無顧慮地開始編寫SDN應(yīng)用了，因為他們對未來將使用什么樣的控制器心中有底了。他們編寫的應(yīng)用既可以在ODL的開源發(fā)行版本上運行，也可以在網(wǎng)絡(luò)廠商們基于ODL所推出的各種控制器上運行。這就等于說，編寫ODL應(yīng)用是一個值得進入的市場了。

當然，這也并不是說未來為一些專用的廠商控制器(例如思科的APIC或者惠普的VAN)編寫應(yīng)用是不值當?shù)?，只是說這些廠商專用的控制器只代表一個較小的市場，應(yīng)用開發(fā)者們要想靠它們賺大錢是不太容易的。而對于網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的消費者來說，既然ODL尚在初期階段就有了這么好的市場滲透率，那么隨著時間的推移，他們就能看到越來越多的SDN應(yīng)用在市場上出現(xiàn)。

今后，業(yè)界的努力將確定SDN如何發(fā)展以及如何運營。我們可能需要超越只對技術(shù)細節(jié)的關(guān)注，轉(zhuǎn)而關(guān)注對運營影響的研究。SDN對廠商來說之所以一直未能形成一個市場，就在于現(xiàn)在的SDN并不是很多用戶覺得他們想要的那種樣子。換句話說，SDN本身可能并不是一個賣點。相反地，SDN只是提升運營效率，增加網(wǎng)絡(luò)新功能的一個催化劑。

概括而言，SDN就是一組工具，你可以對它感興趣，但普通的網(wǎng)絡(luò)從業(yè)人員要想從中獲益卻并不容易。而控制器的整合就意味著業(yè)界對這樣一種SDN架構(gòu)的普遍認同，這種架構(gòu)可允許來自眾多廠商的復(fù)雜的和成熟的SDN產(chǎn)品形成一個市場。當這種情況出現(xiàn)時，我們就將會看到SDN被廣泛采用。

但我們也不能高興得太早。當廠商與最終用戶共同創(chuàng)建SDN的長遠未來時，關(guān)于SDN的各種爭論仍將繼續(xù)，所采取的立場或提出的建議仍然會有得有失。不過一些初期的成果已然浮現(xiàn)，在接下來的12個月內(nèi)，SDN的發(fā)展將帶來各種美好的承諾。