SDN-未来网络

软件定义网络--未来网络SoftwareDefinedNetworkingAFutrueNetwork报告人：刘涛2019/10/1812015.12.10SDNSDN目录SDN背景及发展基础SDN当前应用SDN未来发展SDN引言12SDN体系架构3452019/10/182SDN引言2019/10/183SDN现在越来越火了，在全球范围内，整个IT业界都在谈论SDN，也都在进行着有关SDN的研究与尝试工作。戴尔SDN愿景：软件定义企业2013.5引言2019/10/184SDN引言看电视，用的是云电视；传照片，用的是云存储；办公电脑桌面登陆的是云桌面；你可以听云音乐，使用云端Office，甚至是做云笔记，，，12019/10/185SDN引言12019/10/186SDN引言数据12019/10/187SDN引言什么是数据中心？12019/10/188SDN引言数据中心，不就是一堆堆硬盘服务器一层层堆叠，那就太out了12019/10/189SDN引言12019/10/18102019/10/1811要有一个好的调度系统SDN引言12019/10/1812SDN引言12019/10/1813SDN引言12019/10/1814SDN引言12019/10/1815整体上分为数据层、控制层和应用层三层架构网络流量的灵活控制，使网络管道更加智能通过Openflow将网络设备控制面与数据面分离开来一种新型网络创新架构网络虚拟化的实现方式SDN软件定义网络（SoftwareDefinedNetworking，简称SDN）SDN引言12019/10/1816System_1System_3System_2System软件定义网络（SoftwareDefinedNetworking，简称SDN）SDN引言2019/10/18171网络系统SDNSDN应用层部署SDN引言SDN背景及发展基础SDN目录SDN当前应用SDN未来发展SDN12SDN体系架构3452019/10/1818SDN背景及发展基础2.1SDN发展背景2.2SDN发展基础22019/10/1819SDN背景2.1SDN发展背景——》大记事2SIGCOMMOpenFlowONF+NDDISDNConceptOpenDaylight+B420062008201120092013StanfordClean-Slate2019/10/1820SDN背景2.1SDN发展背景——》2006年22019/10/1821SDN起源GENI（GlobalEnvironmentNetworkingInnovations）Clean—Slate(Clean—SlateDesignfortheInternet)MartinCasadoSDN背景2.1SDN发展背景——》2006年22019/10/1822MartinCasadoMartin在2007年的SIGCOMM会议上，发表了一篇论文——《Ethane：TakingControloftheEnterprise》。在Ethane的系统框架中，控制与转发完全解耦，可以说Ethane包含了SDN早期的思想。SDN背景及发展基础2.1SDN发展背景——》2008年基于Ethane，NickMcKeown教授等人提出了OpenFlow的概念，并于当年在ACMSIGCOMM发表了题为《OpenFlow:EnablingInnovationinCampusNetworks》的论文，首次详细地介绍了OpenFlow的概念。22019/10/1823NickMcKeownSDN背景及发展基础2.1SDN发展背景——》2008年该篇论文除了阐述OpenFlow的工作原理外，还列举了OpenFlow几大应用场景。1)校园网络中对实验性通讯协议的支持；2)网络管理和访问控制；3)网络隔离和VLAN；4)基于WiFi的移动网络；5)非IP网络；6)基于网络包的处理。22019/10/1824SDN背景及发展基础2NickMcKeown个人主页(~nickm/)，现任Standford的教授，跟业界关系十分紧密，PhD(哲学博士学位)毕业两年就创办了公司，还参与了Cisco的项目，后来新公司卖给Cisco）。给人感觉是十分的humorous且energetic的。Mckeown教授在推OpenFlow的时候明显十分重视跟业界结合，基本上是一边做，一边拉生产商的支持，很重视做demo，很早就在stanford的校园网中部署了OpenFlow，做的差不多了再提标准，再做宣传就事半功倍了。背景2.1SDN发展背景——》2009年Mckeown教授正式提出了SDN概念。OpenFlow规范发布了具有里程碑意义的可用于商业化的1.0版本。22019/10/1826ONFNDDIONFNDDISDN背景2.1SDN发展背景——》2011年22019/10/1827OpenNetworkingFoundation开放网络基金会NetworkDevelopmentandDeploymentInitiative网络开发与部署行动计划一个机构一个计划SDN背景2.1SDN发展背景——》2011年22019/10/1828ONFSDN背景2.1SDN发展背景——》2011年22019/10/1829ONFSDN背景2.1SDN发展背景——》2011年22019/10/1830ONFSDN背景2.1SDN发展背景——》2011年22019/10/1831NDDIInternet2斯坦福CleanSlate计划工作组印第安纳大学123Internet3NDDI提供一项名为“开放科学、学问与服务交流（OpenScience，ScholarshipandServicesExchange，OS3E）”的Internet3服务，并且通过与加拿大的CANARIE、欧洲的GEANT、日本的JGN-X以及巴西的RNP等国际合作伙伴的试验平台协作，实现了北美、欧洲、亚洲以及南美洲的互联。SDN背景2.1SDN发展背景——》2013年思科和IBM联合微软、BigSwitch、博科、思杰、戴尔、爱立信、富士通、英特尔、瞻博网络、NEC、惠普、红帽和VMware等发起成立了OpenDaylight，与LINUX基金会合作，开发SDN控制器、南向/北向API等软件，旨在打破大厂商对网络硬件的垄断，驱动网络技术创新力，使网络管理更容易、更廉价。22019/10/1832SDN背景2.1SDN发展背景——》2013年在SIGCOMM会议上，Google首次将其如何利用SDN技术解决数据中心之间流量问题的方案通过论文公之于众——“B4:ExperiencewithaGlobally-DeployedSoftwareDefinedWAN”。22019/10/1833备注：B4是谷歌的私有WAN网络用来连接位于全球的数据中心SDN背景2.1SDN发展背景——》2014年2014年SDN大事记背景2.1SDN发展背景——》2015年2PullingBacktheCurtainonGoogle’sNetworkInfrastructure.SIGCOMM.20152019/10/1835SDN背景2.1SDN发展背景——》市场规模倍增趋势不可阻挡市场研究公司IHSInfonetics调查表示，2013年企业和数据中心SDN市场增长了192%，而到了2018年其市场规模有望达到180亿美元。22019/10/1836SDN发展基础2.2SDN发展基础22.2.44D架构2.2.2可编程网络的研究2.2.5网络抽象概念化2.2.3主动网络2.2.1传统网络问题2.2.6众多权威标准化组织、运营商、硬件生产厂商的大力支持2019/10/1837SDN发展基础2.2SDN发展基础——》2.2.1传统互联网问题1.网络配置复杂度高2.运营商维护网络难度越来越大3.科研人员研究难度大（真实环境中规模部署新协议）4.用户对流量需求越来越大互联网流量增长迅速，预计到2018年,全球流量将达到1.6×1021字节【Cisco.CiscoVisualNetworkingIndex:ForecastandMethodology,2013-2018.2013.】22019/10/1838SDN发展基础2.2SDN发展基础——》2.2.1传统网络问题5.各种新型网络服务不断出现6.网络运维成本越来越大7.原本简单的TCP/IP到如今的TCP/IP协议簇和上千种补丁协议8.网络越来越复杂，架构封闭，缺少活性9.设备门槛高，核心技术掌握在少数大公司手中，制约了新技术和新协议的部署与实施22019/10/1839SDN发展基础2.2SDN发展基础——》2.2.2可编程网络的研究可编程网络（ProgrammableNetwork）主要利用在网络节点中提供标准的网络应用编程接口向用户和网络业务供应者提供一个“开放”的网络控制机制，与传统Internet的区别就在于Internet是无状态的，而可编程网络是有状态的并且可以由用户控制和改变的。22019/10/1840SDN发展基础2.2SDN发展基础——》2.2.3主动网络一是被称为ANN(ActiveNodeNetwork)的网络中间节点，不仅完成存储转发等网络功能，而且可以对包含数据和代码的所谓主动包和普通包进行计算；二是用户根据网络应用和服务的要求可以对网络进行编程以完成这些计算。22019/10/1841SDN发展基础4D架构（4DArchitecture）研究就是这样一个采用“白板设计”方式的研究项目。该项目继承了D.Clark等关于“知识平面”的设想，提出了一种新型的互联网控制管理架构。4D架构将可编程的决策平面(即控制层)从数据平面分离,使控制平面逻辑中心化与自动化,其设计思想产生SDN控制器的雏形。22019/10/18422.2SDN发展基础——》2.2.34D架构SDN发展基础2.2SDN发展基础——》2.2.5网络抽象概念化借鉴计算机系统的抽象结构，未来的网络结构将存在转发抽象、分布状态抽象和配置抽象这3类虚拟化概念。22019/10/1843SDN发展基础2.2SDN发展基础——》2.2.6众多权威标准化组织、运营商、硬件生产厂商的大力支持标准化组织：1.开放网络基金会（OpenNetworkingFoundation，简称ONF）2.互联网工程任务组（InternetEngineeringTaskForce，简称IETF）的ForCES工作组3.国际电信联盟远程通信标准化组织（ITUTelecommunicationStandardizationSector，简称ITU-T）的多个工作组22019/10/1844SDN发展基础2.2SDN发展基础——》2.2.6众多权威标准化组织、运营商、硬件生产厂商的大力支持运营商、硬件生产厂商：思科、IBM、微软、BigSwitch、博科、思杰、戴尔、爱立信、富士通、英特尔、瞻博网络、NEC、惠普、红帽、VMware、Google、Facebook、Yahoo...22019/10/1845SDN引言SDN体系架构SDN目录SDN背景及发展基础SDN当前应用SDN未来发展SDN123452019/10/1846SDN体系架构3.1体系架构3.2接口与协议3.3关键技术3.4特性总结2019/10/18473SDN体系架构3.1体系架构3.1.1SDN架构3.1.2NFV架构3.1.3OpenDaylight3.1.4SDN/NFV/OpenDaylight对比