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【IT168 評論】 軟件定義網(wǎng)絡(luò)受到網(wǎng)絡(luò)工程師和行業(yè)媒體的高度關(guān)注，但很少有SDN部署實例。在為數(shù)不多的部署實例中就包括谷歌，這家搜索巨頭在2013年開放網(wǎng)絡(luò)峰會上介紹了其軟件定義網(wǎng)絡(luò)細節(jié)，讓我們?nèi)タ纯础?/p> 谷歌運行著一個龐大的網(wǎng)絡(luò)，在2010年Arbor Networks公司在其研究中總結(jié)道：“如果谷歌是一個互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)供應(yīng)商，它將是發(fā)展最快的全球第三大網(wǎng)絡(luò)運營商。只有兩家公司比谷歌貢獻更多的跨域流量，這兩家供應(yīng)商都承載著谷歌龐大的流量?！?/strong> 在開放網(wǎng)絡(luò)峰會上，谷歌杰出工程師Amin Vahdat介紹了谷歌如何結(jié)合Quagga開源軟件以及OpenFlow來優(yōu)化其數(shù)據(jù)中心互連，他還介紹了谷歌在其內(nèi)部數(shù)據(jù)中心使用OpenFlow的細節(jié)信息，谷歌稱其SDN網(wǎng)絡(luò)為“B4”。 谷歌為何選擇SDN？ Vahdat指出，谷歌后端(東西)網(wǎng)絡(luò)的增長迅速超越了其前端面向用戶的網(wǎng)絡(luò)。這種增長非常昂貴，因為網(wǎng)絡(luò)并不能像存儲和計算一樣以符合成本效益的方式來擴展。計算和存儲的運營成本會隨著規(guī)模的擴展而更加便宜，但網(wǎng)絡(luò)并不是如此。 Vahdat介紹了谷歌選擇軟件定義網(wǎng)絡(luò)的理由。首先，通過從軟件分離硬件，該公司可以基于所需的功能選擇硬件，同時能夠?qū)浖r間線進行創(chuàng)新和部署。其次，它提供邏輯上的集中控制，這將會更具確定性、更高效以及更容錯。第三，自動化允許谷歌分離、監(jiān)控、管理和操作。所有這些元素能夠提供靈活性以及創(chuàng)新性。 在這個項目開始時，谷歌使用商用芯片建立了自己的交換機(見圖片)。谷歌構(gòu)建自己的硬件，因為當(dāng)時市場上并沒有硬件能夠滿足其需求。
Vahdat并沒有提到現(xiàn)在市場上是否存在滿足于谷歌部署SDN硬件需求的交換機，這通常涉及供應(yīng)商固件升級到納入OpenFlow代理。 然而，Vahdat指出，雖然OpenFlow并不是且仍然部署完美的協(xié)議，但谷歌將繼續(xù)使用OpenFlow用于流量實例，因為它受到各種廠商的支持。筆者認為，這意味著谷歌并不打算推出其自己的硬件，并且，OpenFlow支持將會是未來硬件購買的采購要求。 谷歌B4網(wǎng)絡(luò)的混合遷移分三個階段 Vahdat接著討論了谷歌的SDN遷移路徑，從完全分布式的單片控制和數(shù)據(jù)平面硬件架構(gòu)轉(zhuǎn)移到物理分散的(盡管邏輯上集中)控制平面架構(gòu)。 谷歌B4網(wǎng)絡(luò)的混合遷移分三個階段進行：
在下面的圖中，你可以看到，谷歌已經(jīng)在交換機旁邊部署了網(wǎng)絡(luò)控制器服務(wù)器(NCS)，這個NCS包含針對一定數(shù)量網(wǎng)絡(luò)元素的提取的控制平面。這些交換機運行具有低水平控制的OpenFlow代理，所有真正重要的元件運行在外部服務(wù)器(但仍位于同一位置)的一套控制器上，NCS是32核服務(wù)器。
在NCS上面是OpenFlow控制器，用于高可用性故障切換。Vahdat談到的主要應(yīng)用程序是流量工程應(yīng)用程序—將政策實例化到控制協(xié)議，包括BGP、ISIS和OpenFlow。 作者總結(jié) 筆者對谷歌的混合部署戰(zhàn)略很感興趣。這筆者看來，在對網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的丟失和機械地繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包方面，谷歌相當(dāng)受限。網(wǎng)絡(luò)可能會回落到低優(yōu)先級，實例化流量規(guī)則。流量表中，不符合流量規(guī)則的數(shù)據(jù)包將會流入到正常的轉(zhuǎn)發(fā)管道或者預(yù)先安裝的捕捉全部的流量規(guī)則，來到達出口網(wǎng)關(guān)。雖然自定義轉(zhuǎn)發(fā)將會回落到最短路徑或者靜態(tài)路徑，但它會保持流量轉(zhuǎn)發(fā)，直到控制元件恢復(fù)。 這些圖表明控制元件是按照多層層次來部署。分層和模塊化是我們現(xiàn)在擴展大型網(wǎng)絡(luò)的方法。通過將NIB(網(wǎng)絡(luò)信息庫)分成模塊，谷歌的方法類似于現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)從每個數(shù)據(jù)平面減去專用控制平面的方法。這些模塊然后可在所有模塊中再分發(fā)哈希表和NIB，并提供整體視圖。 作者：來源：51CTO | 2013年07月25日 10:41:03 ZDNET網(wǎng)絡(luò)頻道 07月25日 綜合消息：Google使用Openflow技術(shù)來部署自己的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的傳說由來已久，但是一直沒機會看到資料介紹相關(guān)的情況，今天終于看到了一個google的PPT文檔，介紹它的部署情況，不算太詳細，但已經(jīng)足以透露不少信息了。閑來無事，分析一下，這個文檔透露了以下信息： 1.Google的Openflow目前看起來僅僅用于WAN網(wǎng)絡(luò)，包括面向Internet的和他們的不同數(shù)據(jù)中心之間的網(wǎng)絡(luò)，貌似還沒涉及到一個數(shù)據(jù)中心內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)。我覺得這是很明智的，內(nèi)部的更復(fù)雜，可以一步一步來。 2.Google所用的Openflow交換機是定制的交換機，這些交換機所用的芯片都是商業(yè)ASIC，這意味著什么呢?意味著轉(zhuǎn)發(fā)面的實現(xiàn)并不是使用標(biāo)準(zhǔn)的Openflow Spec的方式，而是TTP的方式，即向上提供Openflow標(biāo)準(zhǔn)接口，但是芯片轉(zhuǎn)發(fā)面并不是用標(biāo)準(zhǔn)的openflow流表，而是組合使用傳統(tǒng)表項(Mac, IP, ACL等)包裝出Openflow flow來，估計做了不少擴展。(關(guān)于這第二點,這個PPT沒提，是我從另外一個Nick McKeown寫的paper看到的，那個paper提到了一句話，說google的Openflow交換機使用了商業(yè)ASIC) 3.Google這個網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)是標(biāo)準(zhǔn)的SDN的架構(gòu)，使用集中化controller，controller之上運行了很多application，包括一些標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，他們明確提到的包括OSFP, BGP, ISIS，這些路由協(xié)議都來自于開源的quagga協(xié)議棧(也就是商業(yè)協(xié)議棧ZebOS的前身，現(xiàn)在仍在維護中)。 4.Google在這個事情上展現(xiàn)出了其強大的軟件實力，他們用軟件模擬了完整的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)，可以模擬任意拓撲，并且也仿真了交換機和交換芯片，用于模擬網(wǎng)絡(luò)測試，同時完成了復(fù)雜的應(yīng)用程序和控制器來控制網(wǎng)絡(luò)。 交換機還支持Hitless upgrade，也就是說在線升級軟件，應(yīng)該說Google的網(wǎng)絡(luò)模型別人也能模仿，但是這種強大的軟件實力就不是別人輕易能模仿的了的，BTW他們的交換機的OS是Linux。 5.他們的部署分為三個階段，第一階段是2010年春天完成的，把Openflow交換機引入到網(wǎng)絡(luò)里面，但是這個時候Openflow交換機對同網(wǎng)絡(luò)中的其它非Openflow設(shè)備表項的就像是傳統(tǒng)交換機一樣，只是網(wǎng)絡(luò)協(xié)議都是在controller上完成的，外部行為來看表現(xiàn)的仍然像傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。第二階段是到2011年中完成，這個階段引入更多流量到Openflow網(wǎng)絡(luò)中，并且開始引入SDN管理，讓網(wǎng)絡(luò)開始向SDN網(wǎng)絡(luò)演變。第三個階段在2012年初完成，整個WAN backbone網(wǎng)絡(luò)完全切換到了Openflow網(wǎng)絡(luò)，引入了Traffic Engineering，完全靠Openflow來規(guī)劃流量路徑，對網(wǎng)絡(luò)流量進行極大的優(yōu)化?？吹某鰜恚麄兪褂肙penflow，最主要做的事情就是Traffice Engineering，優(yōu)化轉(zhuǎn)發(fā)路徑，其它的相對次要。 6.他們目前已經(jīng)看到該網(wǎng)絡(luò)帶來的一些好處包括：網(wǎng)絡(luò)帶寬利用率大大提高，網(wǎng)絡(luò)更穩(wěn)定，管理簡化了，Cost降低了，其它好處有待于進一步觀察。 7.但是他們認為Openflow的部分潛在機會機已經(jīng)得到驗證和肯定，包括對整個網(wǎng)絡(luò)的視圖可以看得很清楚，可以更好地來做Traffice Engineering從而更好的進行流量管控和規(guī)劃，更好的路由規(guī)劃，能夠清楚地了解網(wǎng)絡(luò)里面發(fā)生了什么事情，包括monitering, alert。 8.他們也總結(jié)除了Openflow仍然需要提高改進的地方，包括OF協(xié)議仍然不成熟，Master的選舉和Control plane的責(zé)任劃分仍有很多挑戰(zhàn)，對于大型網(wǎng)絡(luò)flow的programming會速度比較慢，到底哪些功能要留在交換機上哪些要移走還沒有一個很科學(xué)的劃分，但是他們認為，這些問題都是可以克服的。 9.最后他們得出了幾個結(jié)論： Openflow is ready for real-world use. SDN is ready for real-world use. Google的數(shù)據(jù)中心WAN網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成功地基于Openflow搭建起來了。 總的看來，Google的報告對SDN和Openflow是正面的，積極向上的，用經(jīng)濟術(shù)語來說，是重大利好。 |
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