SDN与NFV概述
SDN起源于2006年斯坦福大学的Clean Slate研究课题。2009年,Mckeown教授正式提出了SDN概念。
为了解决传统网络发展滞后、运维成本高的问题,服务提供商开始探索新的网络架构,希望能够将控制面(操作系统和各种软件)与硬件解耦,实现底层操作系统、基础软件协议以及增值业务软件的开源自研,这就诞生了SDN技术。
SDN,软件定义网络(Software-defined Networking),本质是网络软件化, 是Emulex网络一种新型网络创新架构,是网络虚拟化的一种实现方式,支持动态可编程的网络配置,核心技术OpenFlow通过将网络设备控制面与数据面分离开来,从而实现了网络流量的灵活控制,具有成本低、集中管理、灵活调度等优点。
耦合是指两个或两个以上的体系或两种运动形式间通过相互作用而彼此影响以至联合起来的现象。 解耦就是用数学方法将两种运动分离开来处理问题,常用解耦方法就是忽略或简化对所研究问题影响较小的一种运动,只分析主要的运动。
网络软件化的定义是一种通过软件编程来设计、实现、部署、管理和维护网络设备和网络组件的总变革趋势。
网络虚拟化就是在一个物理网络上模拟出多个逻辑网络来。网络虚拟化的内容一般指虚拟专用网络 (VPN)。
OpenFlow是一种网络通信协议,应用于SDN架构中控制器和转发器之间的通信。软件定义网络SDN的一个核心思想就是“转发、控制分离”,要实现转、控分离,就需要在控制器与转发器之间建立一个通信接口标准,允许控制器直接访问和控制转发器的转发平面。OpenFlow引入了“流表”的概念,转发器通过流表来指导数据包的转发。控制器正是通过OpenFlow提供的接口在转发器上部署相应的流表,从而实现对转发平面的控制。
我们分别将用于控制的网络称为“控制面”,将用于数据包发送的网络称为“数据面”。
SDN的本质述求
- SDN的本质诉求是让网络更加开放、灵活和简单。它的实现方式是为网络构建一个集中的大脑,通过全局视图集中控制,实现或业务快速部署、或流量调优、或网络业务开放等目标。
- SDN的价值是:
- 集中管理,简化网络管理与运维;
- 屏蔽技术细节,降低网络复杂度,降低运维成本(像BGP、ISIS、VXLAN、SSLVPN太复杂);
- 自动化调优(拥有一个AI的智能数据库),提高网络利用率;
- 快速业务部署,缩短业务上线时间(ZTP自动化);
- 网络开放,支撑开放可编程的第三方应用(app)。
SDN架构
应用层还包括了负载均衡和防火墙等
设备层:路由器、交换机、防火墙等底层设备通过南向协议接口openflow被控制器所归纳管理。
华为SDN网络架构
iMaster NCE
自动驾驶网络管理与系统,是华为及管理、控制、分析和AI智能功能于一体的网络化与智能化平台
极简ZTP部署
ZTP部署流程:
1.网络管理员点击启动ZTP任务。
2.设备自动获取IP地址访问控制器。
3.控制器判断设备角色(Spine or Leaf),对上线设备下发管理IP、SNMP、NETCONF等配置,并 通过管理IP纳管设备。
4.控制器全局下发互联配置及OSPF、BGP等配置。
5.设备上线成功,管理员NCE查看全网信息。
注:Spine—Leaf是数据中心网络架构
NFV
NFV(Network Functions Virtualization)是运营商为了解决电信网络硬件繁多、部署运维复 杂、业务创新困难等问题而提出的。NFV在重构电信网络的同时,给运营商带来的价值如下:
- 缩短业务上线时间
- 降低建网成本
- 提升网络运维效率
- 构建开放的生态系统
NFV是虚拟化的部署
NFV关键技术:虚拟化
- 在NFV的道路上,虚拟化是基础,云化是关键。
- 传统电信网络中,各个网元都是由专用硬件实现,成本高、运维难。虚拟化具有分区、隔离、封装和相对于硬件独立的特征,能够很好匹配NFV的需求。运营商引入此模式,将网元软件化,运行在通用基础设施上。
NFV关键技术:云化
- 美国国家标准与技术研究院(NIST)定义:云计算是一种模型,它可以实现随时随地,便捷地,随需应变地从可配置计算资源共享池中获取所需的资源(例如,网络、服务器、存储、应用、及服务),资源能够快速供应并释放,使管理资源的工作量和与服务提供商的交互减小到最低限度。
- 云计算拥有诸多好处。运营商网络中网络功能的云化更多的是利用了资源池化和快速弹性伸缩两个特征。
NFV框架
NFV架构分NFVI(Network Functions Virtualization Infrastructure,基础设施层)、VNF(Virtualized Network Function,虚拟化网络功能层)和MANO(Management and Orchestration,管理编排域),同还要支持现有的BSS/OSS (Business support system/Operation support system)。