解读SDN核心技术：OpenFlow深入分析

2 “Open”还是”Flow”

Nick同学借着GENI项目完成了OpenFlow的初始概念实验后开始向产业界推销，目前已知Arista Networks, IBM, Juniper Networks, Hewlett-Packard以及NEC等厂商在其部分交换机中支持OpenFlow协议。从其经历来看，其绝非是一个象牙塔中的单纯研究者，而是时刻和产业界保持了密切的联系。Nick 1986-1989年在HP实验室从事网络技术研究，1995年参与了Cisco的GSR12000路由器的架构设计，并且也是CrossBar的设计者之一，并且先后创建了Abrizio和Nemo System公司，后者在2005年以$12.5M卖给Cisco公司。2009年又不甘寂寞，创建了以推广OpenFlow为目标的Nicira公司，该公司是开源OpenFlow Controller NOX的维护者。

2011年3月21日，由德电、Facebook、 Google、微软、Verizon、Yahoo!发起成立了Open Networking Foundation，旨在推进实现基于OpenFlow的开放网络，参与者众多，从交换芯片的博通、Broadcom到网络设备的提供者Cisco、 Juniper、NSN、Force10、Ericsson、NEC以及数据中心解决方案提供者IBM、HP、VmWare、Citrix以及运营商 NTT等等。网络设备提供商中阿朗、华为、中兴缺席，阿朗缺席可以理解，毕竟数据中心不是其产品方向。

除了在Datacenter中的应用外，OpenFlow的拥趸者还提出了采用OpenFlow实现网络虚拟化的架构，以支持虚拟网络运营商，其中开源的FlowVisor作为网络虚拟控制层(相当于HyperVisor)，将网络资源根据VLAN、IP分段等各种信息进行切片，分发给上层的Open Flow Controller(相当于Guest OS)进行，在各个VNO(虚拟网络运营商)的Controller上VNO可以采用脚本编程来控制其租用的虚拟网络的各种转发、QoS策略。该模式也同样适用于数据中心运营商提供VPC(Virtual Private Cloud，虚拟私有云)业务时将网络虚拟化和计算存储打包出售给租户。

虽然Nick同学忽悠了这么大的阵势，还是有很多人疑惑openflow的价值到底在哪里，是Open还是Flow?这个问题首先可以否认”Flow” 的价值，原因很简单，是否控制到细粒度的Flow取决于应用，应用没有控制流的需求，则Flow毫无价值，”Flow”只是Openflow能提供的最大限度的控制能力而已，目前在ONF关注的数据中心交换网中没有谁打算控制精确到n(n>=5)元组的流，除非是应用在防火墙控制上。

那么”Open”呢?的确包括Nick本人在内一直强调的都是”Open”是价值之所在，Open之后，研究者、运营商可以采购任意厂商的标准接口设备，自己DIY网络，甚至可以采用交换信息厂商提供的公版设计交换机加上OpenFlow Controller就可以组成自己所需的网络，并且Controller的开放软件架构使得网络控制的实现就像Web编程一样简单，采用Python、 JAVA Script这样的脚本加上开源算法库、一个不需要了解太多网络协议细节的开发者几天就可以实现一个新的网络拓扑算法开发、部署。这在流量模型尤为复杂运营级数据中心确实非常有吸引力。在这样的一种场景中，网络设备市场就变成了如同PC那样的市场，卖网络设备硬件的就成了卖大白菜的，大家最后只能比拼价格和工艺设计了。但是，即使这种悲惨的场景成为事实，谁又会是PC化的网络市场中提供Windows的微软呢，Openflow体系的NOS将会谁是赢家? 交换网络相对简单，但是L3之上各种协议散落在数十年积累的数千篇IETF RFC中，谁能够有实力实现一个如此复杂的网络操作系统而又让运营商放心呢?我想仍然可能是今天的网络设备巨头Cisco、Juniper们，产生意外的可能极小，但是产业链已经被家常，竞争的焦点已经发生了转移

从NGN引入控制承载分离架构的经验来看，没有一个领先厂家愿意开放媒体网关的控制接口，也几乎看不到商用的开放接口组网案例，因此可以推断即使OpenFlow广为业界采用，”Open”成为现实必定困难重重。如此一来 Openflow能够留下的就是单厂商自己实现的控制转发分离架构以及控制器开放软件架构带来的降低开发周期、新功能快速面世能力。控制和转发分离架构在 NGN带来的好处是两方面的1)对于设备供应商而言，不必为两种完全不同的能力塞在一个空间、功耗、成本均受限的一个盒子中而又保证足够的可扩展性而苦恼，两种硬件平台、软件架构可以分离发展，分别实现最优设计。2)对于运营商而言，可以获得部署上的灵活性和管理上的便利，媒体网关由于要汇聚流量，靠近用户可以节省电路资源、减少时延，控制器部署集中在更高位置，与运营商的集中管控战略一致，方便降低Opex。这些好处在Openflow架构中类似。

有人会争辩说上述好处采用集中网管也可实现，不错，所谓殊途同归，技术层面上来讲没有一种技术是不可替代的，但是产业链、经济性也就是市场是最终的评判者。如果采用网管来实现的话，实现Openflow同等的能力需要网管服务器参与到转发的在线决策中，那样网管服务的可靠性指标要提升几个数量级，并且要定义网管接口可以将未命中策略的流量引出来，那不过是另外一种形态的Openflow，就如同Cisco的nV技术一样。