三种软件定义网络模型解析

几十年以前，计算机科学家和网络创始人、口水战传奇人物Andrew S. Tanenbaum曾说标准的好处就是选择多多。也许，现在同样可以这样说，软件定义网络模型的数量多多，就摆在云提供商面前，怎么选择?

但是在提供商考虑软件定义网络(SDN)部署或者初步试验之前，他们必须首先选择支持哪一个模型或者SDN模型。但错误的选择就是浪费时间，搁置资产，甚至让提供商的服务产品处于不利的竞争地位。在这篇文章中，我们将讨论三种主要的SDN模型，解析每一种模型的基本目标、机制、优缺点。

SDN模型一：网络虚拟化模型

市场上考虑的最简单的SDN模型就是网络虚拟化模型，Nicira将其带给大众，这是一家初创公司，于2012年被VMware收购。网络虚拟化的主要目标就是消除以太网虚拟局域网(VLAN)标准中局域网(LAN)分区的限制，从而解决一些基于以太网的虚拟网络架构的多广播点可扩展性问题。

为了实现这一点，网络虚拟化平台增加了一个软件元素，通常是hypervisor，但是，像OpenStack这样的云构建软件也可以通过创建运行在传统以太网顶端的基于渠道的VLAN接口进行修改。网络设备和操作并不受到影响，理论上，数以万计的虚拟网络(或者更多)可以通过这种方式创建。

网络虚拟化最大的好处在于其支持多租户云，且不需要改变网络本身。这种SDN模型轻松的映射了云网络机制中流行的虚拟化接口，比如OpenStack的Quantum或者大多数支持网络预分配云DevOps工具。最终，就可以轻松整合网络预分配和云服务预分配资源。

最大的缺点在于虚拟网络位于网络层之上，简单的表现为网络设备的流量。这些设备不能优先考虑个人虚拟网络或者就其状态做出报告，除非用深度包检测来识别虚拟网络报文头。最后，由于软件是由部分云服务器堆栈创建的虚拟网络，虚拟网络只能链接虚拟机，而不是用户和设备。

SDN模型二：“演化”模型

SDN的第二种模型称之为“演化”模型。这种模型的目标是加强网络软件控制和其操作，但是在当前网络技术的范围内实现。为了实现这一点，网络厂商可能让自己和具体的标准保持一致，比如VXLAN、GRE、BGP和MPLS，用这些标准进行分区网络操作，进入虚拟社区，管理流量和服务质量。厂商可能会结合自己的解决方案到一套管理接口中，这些接口可以在云中执行，同样还是通过DevOps工具或者云虚拟接口，比如OpenStack Quantum。

网络设备执行这种SDN模型，完全同网络操作、FCAPS管理和网络监控整合。常规流量工程原则适用，理论上虚拟网络可以从服务器扩展到用户，同时支持选择性标准的设备。

大多数SDN厂商目前都实施了上述的所有网络标准，但是一些可能并适用于所有设备。这一点也是这种演化模型众多缺点之首，提供商需要验证现有设备支持的标准。目前为止较大的问题在于具体的厂商提供了这些演化SDN模型，但是可能不能完全同来自其他厂商的设备交互操作。这种方法也可能需要具体的管理系统和云虚拟网络或者DevOps接口之间的整合，如果厂商不提供，操作者就要承担这项任务。

SDN模型三：OpenFlow模型

最后的模型是SDN OpenFlow模型，人们将其和术语SDN联系在一起。OpenFlow取代了传统的交换机路由器集中控制转发的基于发现的转发表，意味着集中控制器规划每一个设备的转发表。这样提供了集中控制点，完整治理网络如何分段或者虚拟化，流量如何管理等等。任何结合的控制器和交换机且支持兼容的OpenFlow版本(支持网络性能需要的版本)，都可以用于这种模型的SDN。

这种SDN模型最大的好处在于是基于SDN概念构建的。初期测试和部署建议OpenFlow，可以改善网络可用性和可靠性，同时增加网络利用率，因此减少基础架构资本成本和运营成本。如果OpenFlow交换机逐渐随处可见，未来的网络可能就会以更低的成本用开放硬件构建。

这种模型的缺点在于目前缺少所有需要的组件的功能细节。OpenFlow在大多数主流交换机和路由器中都会支持，但是并不能实现传统协议实现的相同的吞吐量。当然，OpenFlow的这种机制支持并不会降低交换机的成本。

有开源和商用的OpenFlow控制器可用，但是都要比发送命令到交换机创建路径、管理容量等要做的多一点。需要一套高层次的管理应用。这些应用必须通过北向API链接OpenFlow控制器，这些API并不是标准化的。OpenFlow初期实现需要操作者整合多种组件，创建功能性的软件定义网络，并没有完整的商业包可用。

哪一种模型最好?

云提供商一直纠结于VLAN的分段限制，每个网络4095个VLAN，或者在VLAN路由中面临多广播点问题，可能最先考虑SDN虚拟网络模型。这种模型也可以覆盖演化SDN模型，尽管会存在一些协调管理接口的问题。提供商在数据中心网络设备上进行大量投资，可能希望考虑这种方法，避免冗余成本。

未来至少意味着一些OpenFlow调整，因此提供山更应该考虑其网络设备厂商的OpenFlow支持，尤其是在部署新的设备时。幸运的是，几乎所有的网络厂商都明确承诺支持OpenFlow，作为其支持演化SDN方法的一部分，这就意味着云提供商可以真切的期望使用两种或者甚至是三种SDN模型了。一如既往，认真对待初期和测试流程是确认稳定和可盈利操作的必要部分。