当前位置:首页 > 通信技术 > 鲜枣课堂
[导读]2006年,美国斯坦福大学启动了一个名叫Clean Slate的研究课题。 该课题由美国GENI项目资助,目的非常明确且宏大,就是——“重塑互联网”。 Global Environment for Network Innovations 当时的互联网,已经历经了30多年的高速发展,从最初的小型专用局域网络




2006年,美国斯坦福大学启动了一个名叫Clean Slate的研究课题。

该课题由美国GENI项目资助,目的非常明确且宏大,就是——“重塑互联网”。

SDN、OpenFlow、OpenDaylight,到底是什么关系?

Global Environment for Network Innovations


当时的互联网,已经历经了30多年的高速发展,从最初的小型专用局域网络,变成了空前庞大和复杂的世界级网络。

网络规模的持续扩张,网络设备的不断增加,超过了早期设计的承受能力,也使得网络维护变得举步维艰。

于是,专家们开始探讨未来网络的可能性架构,希望在互联网崩溃之前,将它拉回正轨。而GENI项目和Clean Slate课题,就是这些尝试之一。

2007年,斯坦福大学博士生Martin Casado等人提出了关于网络安全与管理的项目——Ethane

该项目试图通过一个集中式的控制器,将网络管理人员制定的安全控制策略,下发到各个网络设备中,从而实现对整个网络的安全控制。

SDN、OpenFlow、OpenDaylight,到底是什么关系?


2008年,Clean Slate课题的项目负责人,斯坦福大学教授Nick McKeown及其团队,受到Ethane项目的启发,提出了OpenFlow的概念,并发布了那篇经典的文章——《OpenFlow : Enabling Innovation in Campus Networks(OpenFlow:校园网的创新使能)》。

SDN、OpenFlow、OpenDaylight,到底是什么关系?

Nick McKeown和他的文章

OpenFlow,字面意思就是“开放的流”。

2009年,基于OpenFlow,Nick Mckeown教授正式提出了SDN(Software Defined Network,软件定义网络

SDN、OpenFlow、OpenDaylight,到底是什么关系?


同年,SDN概念成功入围Technology Review年度十大前沿技术,获得了行业的广泛关注和重视。

12月份,OpenFlow规范的1.0版本正式发布。这是首个可用于商业化产品的版本,具有里程碑意义。

在继续介绍SDN发展历程之前,我们还是要稍微介绍一下SDN的工作原理。

SDN的核心思想真的很简单,就是控制和转发分离。

我们知道,网络的作用就是连接。通过无数的节点(例如路由器、交换机),将数据从起点传送到终点,这就是网络的基本功能。

SDN、OpenFlow、OpenDaylight,到底是什么关系?


数据传输过程中,各节点不断接收和转发数据包。
控制负责下命令,转发负责干活。

然而,考虑到安全冗余等因素,现实中的网络绝对不会是一条直线那么简单。它会是一个复杂的拓扑结构。

SDN、OpenFlow、OpenDaylight,到底是什么关系?


于是,命令该怎么下,直接决定了网络的效率。

传统网络中,各个转发节点都是独立工作的,内部管理命令和接口也是厂商私有的,不对外开放。

SDN、OpenFlow、OpenDaylight,到底是什么关系?

每个节点,都在说各自的“方言”


所以,我们可以把它理解为“各自为战”的模式。虽然“战略层面”的规划和设计可能是统一的,但“战术层面”的执行却是复杂且低效的。

而SDN网络,就是在网络之上建立了一个SDN控制器节点,统一管理和控制下层设备的数据转发。所有的下级节点,管理功能被剥离(交给了SDN控制器),只剩下转发功能。

SDN、OpenFlow、OpenDaylight,到底是什么关系?

SDN控制下的网络,变得更加简单。管理者只需要像配置软件一样,进行简单部署,就可以让网络实现新的路由转发策略。(如果是传统网络,每个网络设备都需要单独配置。

除了简化部署之外,SDN更深层次的意义,是赋予了网络的 “可编程性”

也就是说,控制和转发分离之后,借助规范化的API接口,用户可以通过编写软件的方式,对网络进行管理。整个网络,就像个完整的机器人一样可供驱使。

我们具体来看看SDN的架构。

SDN网络的整体架构,分为三层,从上到下分别是应用平面、控制平面和转发平面。

SDN、OpenFlow、OpenDaylight,到底是什么关系?

整个架构的核心,就是SDN控制器

上北下南,SDN控制器向上与应用平面进行通信的接口,叫做北向接口,也叫NBI接口(northbound interface)。SDN控制器向下与数据平面进行通信的接口,叫做南向接口,也叫CDPI接口(control-data-plane interface,控制数据平面接口)。

北向接口相对来说比较好搞,麻烦的是南向接口及其协议。因为它直接影响到SDN控制器的命令能否准确下达到无数的底层网络设备。

因此,SDN技术的发展史,简而言之,就是围绕SDN控制器和南向接口的“王位争夺史”。

在SDN被提出之后,第一个控制器平台是NOX。它是一种单一集中式结构的控制器,南向接口采用的是OpenFlow协议。

2011年,由Google、Facebook、微软等公司共同发起成立了一个对SDN影响深远的组织,那就是ONF(Open Networking Foundation,开放网络基金会)

SDN、OpenFlow、OpenDaylight,到底是什么关系?


ONF的主要发起成员是德国电信、Facebook、Google、微软、雅虎等公司。

这些公司要么是网络服务提供商,要么是运营商,没有一个是来自设备商的。他们成立ONF的目的,是为了推动SDN和OpenFlow协议的发展。他们不希望SDN这个网络新技术又被设备商控制,成为设备商的赚钱工具。

上述发起人里面,最值得一提的是Google。

如果说Nick Mckeown教授是点燃SDN星星之火的人,那么,Google显然是将星星之火烧遍全球的关键角色。

早在SDN被提出之外,Google就在寻找提升自身网络效率的方法。当看到SDN之后,Google确认,这就是他们想要的。于是,他们果断决定将SDN应用于自己的数据网络。

2010年,Google开始将数据中心与数据中心之间的网路连线(G-scale),转换成SDN架构。整个改造分为三个阶段。到了2012年,整个Google B4网络完全切换到了OpenFlow网络。

SDN、OpenFlow、OpenDaylight,到底是什么关系?

Google B4是一种横跨整个地球的连接到谷歌数据中心私有广域网。

改造之后,Google B4网络的链路带宽利用率提高了3倍以上,接近100%。

这样的结果毫无疑问是令人震撼的,也坚定了行业对SDN的信心。

2013年,Google在SIGCOMM上发表了论文《B4: Experience with a Globally-Deployed Software Defined WAN》,详细介绍了Google的WAN加速SDN方案。论文中提及,Google使用的控制器名叫ONIX

面对SDN和ONF,设备商当然也不能无动于衷。

2013年4月8日,在Linux基金会的支持下,作为网络设备商中的领导者,Cisco与IBM、微软等公司一起,发起成立了开源组织OpenDaylight,共同开发SDN控制器。

SDN、OpenFlow、OpenDaylight,到底是什么关系?

ODL的发起公司有:IBM、微软、Big Switch、博科、思杰、戴尔、爱立信、富士通、英特尔、Juniper、NEC、惠普、红帽和VMware……基本厂商


OpenDaylight提出,SDN不等于OpenFlow,人们需要对SDN进行“重新定义”。

也就是说,OpenDaylight强调SDN控制器不仅仅局限于OpenFlow,而是应该支持多种南向协议。

同时,OpenDaylight还强调,应该用分布式的控制平台,取代单实例的控制器。这样可以管理更大的网络,提供更强劲的性能,还能增强系统的安全性和可靠性。

OpenDaylight成立之后,成员数量增长迅速。但实际上,各个成员都有自己的小算盘。

Cisco就不用说了,作为OpenDaylight项目的牵头人,它主导了其中大部分项目的开发。Cisco也一直想推自家的OpFlex上位。

除了Cisco之外,Big Switch推出Big Network Controller以及对应的开源版本FloodlightJuniper推出的是Contrial以及对应的开源版本OpenContrial

总而言之,这一时期各种各样的SDN控制器处于百家争鸣的状态,发展势头一片大好。

SDN、OpenFlow、OpenDaylight,到底是什么关系?

当时比较主流的几种SDN控制器

仗着人多势众,OpenDaylight也成了行业里最具影响力的技术组织之一。

就在OpenDaylight风光无限的时候,又杀出了一个搅局者。

2014年12月5日,ON.Lab推出了一款创新性的网络操作系统——ONOS(Open Network Operating System),对OpenDaylight发起了强有力的挑战。

SDN、OpenFlow、OpenDaylight,到底是什么关系?


ONOS直接将自身定位提升到网络操作系统层面。

ON.Lab是哪里冒出来的呢?ON.Lab全名是Open Networking Lab(开放网络实验室),最初是由Parulkar和Nick McKeown共同成立的。没错,就是提出SDN的那个Nick McKeown教授。

On.Lab的某些职能和ONF很类似。2016年10月19日,两个组织宣布正式合并,组成了新的ONF。

SDN、OpenFlow、OpenDaylight,到底是什么关系?



就这样,围绕SDN控制器和协议,各大流派及厂商进行了十多年的明争暗斗,并最终形成了现在的局面。

从趋势来看,网络操作系统的概念深入人心,是大势所趋。SDN控制器作为网络操作系统的核心,重要性不言而喻。

未来,随着网络规模的扩大,SDN控制器肯定会继续往分布式的方向发展。控制器之间的分工协作会更加深入,甚至可能出现集群。控制器也会引入NFV虚拟化技术,与OpenStack等云平台进行整合。

好啦,关于SDN的大致发展过程,就介绍到这里。SDN的演进并没有结束,围绕SDN“正主”地位的争夺也没有结束。 最终谁将主导未来网络? 让我们拭目以待!


—— 全文完 ——

参考文献:
1、《谈谈大家想知道的、不知道的SDN》,谭培龙
2、《重构网络: SDN 架构与实现》,杨泽卫, 李呈
3、《SDN是什么》,李宗标
4、《SDN网络构架及发展历史》, 李呈
5、《SDN是什么依然值得讨论》,杨泽卫
SDN、OpenFlow、OpenDaylight,到底是什么关系?

免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

本站声明: 本文章由作者或相关机构授权发布,目的在于传递更多信息,并不代表本站赞同其观点,本站亦不保证或承诺内容真实性等。需要转载请联系该专栏作者,如若文章内容侵犯您的权益,请及时联系本站删除。
换一批
延伸阅读

LED驱动电源的输入包括高压工频交流(即市电)、低压直流、高压直流、低压高频交流(如电子变压器的输出)等。

关键字: 驱动电源

在工业自动化蓬勃发展的当下,工业电机作为核心动力设备,其驱动电源的性能直接关系到整个系统的稳定性和可靠性。其中,反电动势抑制与过流保护是驱动电源设计中至关重要的两个环节,集成化方案的设计成为提升电机驱动性能的关键。

关键字: 工业电机 驱动电源

LED 驱动电源作为 LED 照明系统的 “心脏”,其稳定性直接决定了整个照明设备的使用寿命。然而,在实际应用中,LED 驱动电源易损坏的问题却十分常见,不仅增加了维护成本,还影响了用户体验。要解决这一问题,需从设计、生...

关键字: 驱动电源 照明系统 散热

根据LED驱动电源的公式,电感内电流波动大小和电感值成反比,输出纹波和输出电容值成反比。所以加大电感值和输出电容值可以减小纹波。

关键字: LED 设计 驱动电源

电动汽车(EV)作为新能源汽车的重要代表,正逐渐成为全球汽车产业的重要发展方向。电动汽车的核心技术之一是电机驱动控制系统,而绝缘栅双极型晶体管(IGBT)作为电机驱动系统中的关键元件,其性能直接影响到电动汽车的动力性能和...

关键字: 电动汽车 新能源 驱动电源

在现代城市建设中,街道及停车场照明作为基础设施的重要组成部分,其质量和效率直接关系到城市的公共安全、居民生活质量和能源利用效率。随着科技的进步,高亮度白光发光二极管(LED)因其独特的优势逐渐取代传统光源,成为大功率区域...

关键字: 发光二极管 驱动电源 LED

LED通用照明设计工程师会遇到许多挑战,如功率密度、功率因数校正(PFC)、空间受限和可靠性等。

关键字: LED 驱动电源 功率因数校正

在LED照明技术日益普及的今天,LED驱动电源的电磁干扰(EMI)问题成为了一个不可忽视的挑战。电磁干扰不仅会影响LED灯具的正常工作,还可能对周围电子设备造成不利影响,甚至引发系统故障。因此,采取有效的硬件措施来解决L...

关键字: LED照明技术 电磁干扰 驱动电源

开关电源具有效率高的特性,而且开关电源的变压器体积比串联稳压型电源的要小得多,电源电路比较整洁,整机重量也有所下降,所以,现在的LED驱动电源

关键字: LED 驱动电源 开关电源

LED驱动电源是把电源供应转换为特定的电压电流以驱动LED发光的电压转换器,通常情况下:LED驱动电源的输入包括高压工频交流(即市电)、低压直流、高压直流、低压高频交流(如电子变压器的输出)等。

关键字: LED 隧道灯 驱动电源
关闭