SDN 概述和发展趋势

ICT启示

支撑PC生态系统快速革新的三个因素是：Hardware Substrate，硬件底层化(x86指令集)；Software Definition；Open Source。

SDN => 把中间承载网络分层、虚拟化，更加简单

支撑SDN的关键是找到一个合适的Hardware Substrate => OpenFlow，描述对网络底层硬件的抽象，基本编程载体是Flow，即网络世界的Flow指令集，从而作为硬件架构和软件定义的一个桥梁 => 下层硬件不断演进，上层的网络软件可以保持兼容，SDN生态圈良好发展。

核心思想：控制和转发分离，软件应用灵活，可编程。

未来思考 电信网络架构如何变革？

唯一路径：网络利用率低
协议复杂：维护故障定位困难
缺少全局视图：不能全局最优

IP城域网采用分布式架构，导致管理运维复杂，缺乏管理运维方面的设计，网络在部署一个全局业务策略的时候，需要逐一配置每台设备。随着网络规模和业务的扩大，难以实现对业务的高效管理和故障的快速排除；网络创新困难，IP网络采用了垂直集成，控制平面和数据平面深度耦合，在分布式网络控制机制下，新技术的引入严重依赖于现网设备，并且需要多个设备同步更新，使得新技术的部署周期较长，严重制约着网络的演进发展；设备日益臃肿，由于IP分组技术采用打补丁的演进策略，随着设备支持的功能和业务越来越多，其实现的复杂度也显著增加。

如何解决上述问题？

需要对现有网络进行变革，通过转发和控制分离，建立一个统一的控制器，类似于大脑负责计算全网的拓扑和路由信息，实现全局流量的整体优化与调整，区别以往逐一配置每台设备，只要在一台设备上完成更新后即可完成新业务的部署，对故障快速定位与排除。

技术驱动：网络架构的变革
网络：构建一个集中的大脑，实现全局流量和整体最优
关键价值：简化运维，自动化调度，提高网络利用率、网络开放。

SDN：电信网络软件化

SDN(Software Defined Network)，软件定义网络，是美国斯坦福大学Clean Slate研究组提出的一种新型网络创新架构。

其核心技术是通过将网络设备控制面和数据面分离开，从而实现了网络流量的灵活控制，为核心网络及应用的创新提供了良好的平台。

SDN作为网络新型技术，从网络架构和设备架构方面进行创新。

转发设备不再是专用设备，抽象出功能至控制层面，易于全局调度及管理，降低运维难度。

思考题：SDN网络和传统IP网络的区别？

SDN利用控制转发相互分离从架构上解决根本问题：让网络敏捷起来，更快的部署新业务与快速定位故障点。采用资源集中和统一调度、能力开放的策略；让软件来干硬件的活

SDN解决方案介绍：

1.描述RR+方案的应用场景和价值
2.掌握PCE+方案的部署实现
3.理解基于SDN技术的DCI网络

a.DCI：数据中心互联网络

背景：云数据中心需要基于用户体验进行层次化布局，网络需要以数据中心为中心组网进行重构。

DCI：数据中心互联网络

为什么需要新建DCI网络？

1.云数据中心建设位置要求：高拓展性、低成本；资源丰富；温度适宜。

2.新建大型云数据中心与传统骨干网核心位置不重合。

3.云业务对网络要求：云计算对时延有非常严格的要求，如跨DC同步计算、虚拟机热迁移等业务需要在10ms以下；DC间流量具有突发性和不均衡性，需要采用SDN技术进行实时智能调优，而现有网络复杂，新技术部署难。 => 很难重用现有骨干网，需要新建DCI网络

基于SDN的DCI方案总览

多地域 多运营商部署多个数据中心的方式 => 解决用户覆盖、提高用户业务体验的方案。

DCI方案问题：网络不灵活难以跟住业务快速迭代的步伐，链路利用率较低，居高不下的OPEX压力等。

华为SDN DCI整体经济方案：顶层端到端协同，实现包含DC云与DC承载网的云网资源的一站式提供和端到端业务自动化协同发放。

可以支撑云数据中心业务的端到端运营，整体架构包括承载层和控制层，需要在网络基础承载层上引入部署SDN的控制层。

控制层是网络的业务发放管理平台和网络智能控制中心，该层主要功能部件为: a.业务发放平台，提供业务自动化入口实现租户业务自助发放，以及网络资源状态的可视化和运维管理入口; b.业务协同平台，DCI业务需求分解和DC和IDC的协同，实现端到端的跨控制器资源的协同和分解；c.云平台，接收业务发放平台的业务分解，进行DC云业务分解和协同，实现DC的内存储，计算和网络的协同；d.DC控制器，接受OpenStack业务分解，统一控制DC的NVE和VxLAN GW，实现DC内网络自动部署和控制；e.DCI控制器，接受业务协同平台资源的分解，实现Underlay网络部署的自动化和网络流量的智能优化；f.流量采集工具，调优策略的输入；g.流量采集组件，可以基于端口，TE隧道进行流量采集和分析，并提供网络流量可视化的界面。

DCI骨干网解决方案承载层是租户业务的承载实体，负责跨DC网络的连接，以及业务宽带和SLA保证，骨干网支持VxLAN技术，提供了大二层组网的能力，能够跨越广域网和多个物理DC构建vDC网络，实现了跨区域的资源节点的互备和虚拟机动态迁移，有效提升了DC云资源的利用效率。

骨干网部署业界广泛使用的MPLS TE流量工程技术，为租户业务提供端到端的宽带保证，提升了网络资源的利用效率，特别是提供了基于租户和业务的差异化的服务能力。

网络承载支持采用Overlay技术，Overlay业务网络基于云业务驱动，支持快速的业务开通。Underlay物理网络按需提供网络资源，实现端到端的SLA保障和智能流量的优化。

b.智能流量调优方案：RR+方案

目前的IP Core网络存在以下流量调整需求：实现IGW出口/DC出口的流量均衡，均衡链路向流量的分布；降低不同ISP网间费用的结算，将流量更多的分布于费用较低的链路上；提升VIP用户的体验，将VIP用户的流量调整到SLA服务更好的链路上。

当前解决方案依赖于手工调整BGP路由策略：监控链路带宽利用率；识别出需要调整的流；基于流制作BGP策略，下发给设备；循环操作，直到流量符合期望目标要求。手工调整方法不能实时调整，也存在耗时长，配置和维护复杂问题。

RR+方案在IP Core现网中加入SDN Controller，通过Controller实现集中控制，智能化流量调优。

RR+：a.最大化带宽利用率均衡链路间流量的分布，降低网间结算费用，不同客户提供不同SLA服务；b.自动调整流量，取代复杂的手工操作；c.基于标准BGP通讯，可以和现网设备平滑兼容。

c.SDN PCE+方案

什么是PCE+方案：

IP网络对流量的转发依赖于路由转发，路由协议主要使用最短路径优先算法，选择Cost值最小的路径进行转发，不会考虑链路带宽的因素，存在宽带利用率低的问题。

PCE+通过在网络中部署PCE server(SDN Controller)，使用StatefulPCE技术，为MPLS TE LSP集中算路。使网络带宽资源使用尽量达到最优。

需要新部署的设备：PCE Server，收集全网拓扑信息和托管业务，全局管理网络宽带资源，统一分配全网带宽资源，集中计算LSP业务路径；转发设备均称为PCE Client。

当网络中的PCE Client需要计算LSP时，会向PCE Server发起路径计算请求，由Server进行计算后再把结果反馈给Client，Client收到结果之后再进行LSP隧道建立。

思考题：什么是DCI？

DCI，即Data Center Interconnect，指的是用于数据中心之间互联的网络，DCI网络正是实现“以数据中心为中心组网”的基础承载网络。