软件定义网络SDN入门

10/23/2012, 软件定义网络SDN如今是电信工业的热点话题。这两天正在德国举行的SDN与OpenFlow协议世界大会上，许多业界领先公司表达了他们对SDN的支持。上个月华为不也推出支持SDN的路由器了吗。
根据维基百科的介绍，软件定义网络（SDN）是一种新兴的计算机网络架构。SDN在网络的路由器和交换机上讲控制面和数据面区分开来。在SDN下，控制面用服务器中的软件来实现，数据面则用商用网络设备完成。OpenFlow是一种主要的SDN架构。SDN支持对路由交换策略的快速实验和优化；实现原来封闭的路由器和交换机内部的外部接入。
SDN出现的背景是出于对作为IP网络基础的自洽（AS）原理的改进。所谓自洽原理类似邮递系统，每一个节点负责基于相应的信息向下一个节点转发相应的数据包。AS原理虽然获得广泛应用，但也有自己的问题。它不支持特定目的地址在不改变身份的情况下移动。网络接口所在的目的地的拓扑位置决定了目的地的身份。此外，只应用简单的AS，无法确定诸如逻辑分组，接入控制，服务质量，中间层网络处理等其他身份特性。IETF组织为此开发了虚拟LAN，虚拟私网等互补的标准，但是却增加了网络的复杂性。随着更有弹性的云架构和动态资源分配需求的增多，随着移动网络终端的增多，增加一层额外的SDN的需求就产生了。该层运行网络运营商无需同网络接口配合就可明确网络业务，这可以让个体在接口间移动却无需改变身份或者违反规定。这也可以简化网络操作，因为每个身份的全网认定无需同每个接口匹配。SDN也让网络拓扑不用再支持网络控制（学习，转发）。
实现SDN的关键是在网络边缘应用全网的和认知，拓扑无关的软件控制(OpenFlow协议)。还是举邮政系统的例子来描述SDH，对于任意的街道地址，所有用户的所有信件首先在SDN边缘汇总。这个SDN边缘利用全网的非自洽检查机制负责检查每封信的当前地址，并把这些信件放入一个新的信封中，然后就可利用传统的邮政系统邮递。
在网络工业对SDN应用最多的莫过于Google公司。在这次大会上，Google公开表达了对SDN的支持。Google指出他们的数据中心互联网络，如果应用传统的网络技术，存在不按固定方式工作，难以配置，升级，容易发生故障，价格也昂贵等问题。利用多个OpenFlow控制器和中心化的流量工程，他们的网络表现大大改善，比如方便增加新应用，支持对网络功能的模拟等。如今，他们正期待商用的SDN设备更加成熟。