锐捷SDN说:Openflow邀您一起来穿越!

2017-06-02 18:08 出处:其他 作者:佚名 责任编辑:sunziyi

  【PConline 干货铺】这几年来,各种关于SDN(软件定义网络)的新闻不绝于耳:"2016华南SDNFV技术大会:告别传统网络,从规模走向定制","不管企业有没有准备好,SDN来了","AT&T:随着SDN/NFV重要性日益突出,数据中心是关键"。

  SDN是一个比较抽象的概念,目的是网络更灵活,它需要很多网络协议和方案来实现。工欲善其事,必先利其器,Openflow作为SDN的主要实现方式,是承载SDN的一个重要协议。Openflow的发展史就是SDN的发展史,Openflow对整个SDN的发展起了功不可没的作用。

  "以铜为鉴,可以正衣冠,以人为鉴,可以知得失,以史为鉴,可以知兴替。"这段唐太宗李世民与大臣魏征的对话 ,大家都耳熟能详。Openflow在未来是否会成为主流,变成网络界的明星带动SDN一起发展呢?如果想要知道Openflow未来的发展趋势,一个很好的办法是了解它的历史变迁。

时间穿越到公元2008年

  斯坦福大学的 Nick McKeown 教授在 2008 年 4 月 ACM Communications Review 上发表的一篇论文 Openflow:《 enabling innovation in campus networks 》里首先提出Openflow概念,Openflow 是 Software Defined Networking (SDN) 的一种。它最初的出发点是用于网络研究人员实验其创新网络架构、协议,考虑到实际的网络创新思想需要在实际网络上才能更好地验证,而研究人员又无法修改在网的网络设备,故而提出了 Openflow 的控制转发分离架构,将控制逻辑从网络设备中引出来。

  如上图所示,控制器通过Openflow协议控制着一系列交换机,图中的“IP Fabric”指的是L3 IP网络,也就是能够互相ping通的网络,控制器上通常会有用户界面,用户在界面上配置这些交换机的转发规则(VLAN,QoS,路由等),让这些交换机协同配合,如同在合奏一首美妙的交响曲。

  对比传统的非Openflow组网,由SDN控制器通过Openflow统一控制的网络,具有集中控制,集中转发的特点,也更具智能性。

随时间的脚步看Openflow版本的变迁

  2009年Openflow产生至今,Openflow协议经历了很多个版本。Openflow版本是由ONF(Open Networking Fundation)组织来进行制定的。

  ONF组织的成立 为 Openflow的发展提供了更好的机遇。开放网络基金会(ONF)是一个致力于软件定义网络(SDN)发展和标准化的组织机构。ONF的主要任务是培养一个网络环境,并由专门的工作组开发制定制定Openflow技术规范,这种环境能够更好的支持Openflow完善和部署。

  2009年12月31日      

  Openflow 1.0的版本相对比较单薄,它反映的是早期学者对网络设备的一个理想模型假设。这种假设认为交换机有很大的TCAM(Ternary Content Address Memory)表项,TCAM是一种特殊的内存,稀有和昂贵。就像物理化学里面的理想气体一样,这种设计是相对脱离现实的。现实世界里,TCAM表项是非常宝贵的,而且量很少。在很长的一段时间里,各大主流交换机厂商的交换机产品对Openflow的支持都是通过TCAM来支持。一条流表对应一条TCAM,结果是Openflow流表数量非常有限,很难满足现实生产环境的需要。

  2011年2月28日

  由于其不成熟,Openflow1.0被时间悄然带走。两年后,强大的Openflow1.1出现,Openflow1.1版本增加了很多特性,最重要的是引入了Group和Multi Table概念。这两个概念的提出可以很大地减少流表数量,以及更加贴近实际的交换机模型。

  Group是对一个或者多个端口的抽象,应用于组播或者广播,多个流表可以引用同一个组,ONF高级领导成员曾经说过,Group的提出大大的降低了控制器对链路聚合组进行控制的复杂度。减少编程人员负担,编程人员轻松了,各种网络应用才会多。

  Multi Table指的是多级流表,多级流表可以大大地降低流表的数量,它可以让流表间的关系从乘法变为加法,在1.0的版本中某个场景需要1000*1000条流表,引入Multi table后,可能只需要1000+1000条流表,从而让许多设想成为现实,可谓“旧时王谢堂前燕,飞入寻常百姓家”。

  2011年12月5日

  Openflow1.2发布,其增加了OXM (Openflow Extensible Match) 和Controller Role Select特性。

  OXM是一种TLV (Type, Length, Value) 格式的匹配, 相对于之前版本的固定匹配,OXM更具有扩展性。Controller Role Select用于选择控制器的主备角色,从而让多个控制器同时控制一个交换机,互为备份,协同工作,从而提高控制器的可靠性。

  2012年4月13日

  Openflow 1.3发布,对1.1和1.2的升级,特性变得更为丰富,主要增加了Meter和Qos,Meter和Qos可以对网络带宽进行限速,通俗的说,就是限制某个端口或者用户的网速,防止某个端口或用户使用过多带宽,造成网络拥塞。

  2013年8月5日

  Openflow1.4增加了协议消息的Bundle机制。所谓Bundle是多个消息的集合,就像我们平常购物时会对多个商品进行包装一样,目的是为了保证消息的完整性和可靠性。

  2014年12月

  Openflow1.5增加了Egress Table机制,报文在出口还可以进行接受流表控制,便于用户在出口设置各种规则。

  7年纵观所有的版本,1.3版本由于其相对完备性,是受业界主流厂商支持最多的。由于时间原因 ,Openflow 1.4和1.5还未得到广泛应用,乘风破浪应有时,直挂云帆济沧海哈,相信不久这两个版本也会得到普遍支持。

  作为一家网络设备的主流厂商,锐捷对新技术的研究一直处于领先地位,自2009年以来,锐捷就开始在SDN方面投入研发,锐捷目前主推的系列交换机都能支持Openflow协议,并且拥有开放智能的RG-ONP开放网络平台来支持SDN落地部署。

  锐捷的N18000系列和S6220-H系列交换机在2016年初相继通过了ONF全球测试中心颁发的Openflow协议一致性认证。锐捷N18000系列交换机作为全球顶级配置核心交换机之一,转发规格非常高,支持许多高级网络特性,具体详情参见文末阅读原文的链接。

作者:恋姬无双    
来源:锐捷SDN说

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