Openflow網(wǎng)絡虛擬化的探索
“互聯(lián)網(wǎng)之父”文頓-瑟夫在創(chuàng)建了43億個IP地址之后,不知是否預料到互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展如此之快,短短四十年,人們就要面對IPV4地址枯竭的現(xiàn)實。于此同時,隨著互聯(lián)網(wǎng)的進一步發(fā)展,用戶對于網(wǎng)絡性能的要求進一步提高,越來越多復雜的功能例如OSPF、BGP、組播、區(qū)分服務、流量工程、NAT、防火墻、MPLS等都被紛紛塞進了路由器等交換設備里面,從而使交換機不堪重負。這時,有人提出,如果能有一個開放接口、支持控制的交換標準該有多好?就像計算機領域有一個簡單可用的硬件底層(X86指令集),那么網(wǎng)絡是不是也可以復制計算機領域的成功呢?于是,OpenFlow便應運而生。
OpenFlow由斯坦福大學和加州大學伯克利分校領導的大學聯(lián)盟所發(fā)起,他們的初衷是讓研究人員可將企業(yè)級以太網(wǎng)交換機作為定制構件用于大學的網(wǎng)絡實驗。他們希望服務器軟件能夠直接訪問交換機的轉發(fā)表,因此他們研發(fā)了OpenFlow協(xié)議。該協(xié)議用于修改、轉發(fā)、排隊和剝離匹配數(shù)據(jù)包的基元。OpenFlow與用于網(wǎng)絡的x86指令集相似,可創(chuàng)建在軟件層上,也就是說用戶可以定義數(shù)據(jù)流并偵測這些數(shù)據(jù)流以何種途徑通過網(wǎng)絡,且上述過程完全無需涉及底層硬件。
在OpenFlow網(wǎng)絡中,L2交換機的許多控制平面功能,如生成樹協(xié)議、MAC地址學習等均由服務器軟件而不是交換機固件決定。早期研發(fā)人員在定義協(xié)議時想的更遠,他們允許OpenFlow控制器和交換機執(zhí)行許多傳統(tǒng)的控制功能(如路由、防火墻和負載平衡)。說得簡單點兒,人們想要控制Internet,最直接的辦法就是控制網(wǎng)絡中最為關鍵的節(jié)點--交換設備,一旦可以實現(xiàn)這一目的,那么所有的流量便可以為我所用,這時便需要有一套開放接口、支持控制的交換標準,而這便是OpenFlow。目前,OpenFlow協(xié)議已經(jīng)走出大學實驗室。
OpenFlow是把網(wǎng)絡流量的控制權從基礎設施交換機和路由器等手中收了回來,交到了網(wǎng)絡所有者、個人用戶或個別應用的手中。用戶有了這個控制全便可制定策略,為工作流尋找有可用帶寬、低延遲或低阻塞,低跳數(shù)的路徑。
業(yè)界對OpenFlow的前景看法不一。有人認為OpenFlow對于數(shù)據(jù)中心、私有云以及園區(qū)網(wǎng)的負載均衡、流量控制和虛擬網(wǎng)絡特別有用,因為在這些場合中,網(wǎng)絡設備和虛擬機會成倍增加,使網(wǎng)絡拓撲不堪重負。有人認為,OpenFlow之于網(wǎng)絡有點兒像VMware之于虛擬化,它可以對由相互不兼容的路由器和交換機構成的網(wǎng)絡進行統(tǒng)一控制。不過Openflow可謂網(wǎng)絡虛擬化領域中重要的探索。從目前的行業(yè)趨勢來看,網(wǎng)絡設備廠商思科對Openflow的態(tài)度仍然不明朗,業(yè)內分析思科可能是基于Openflow這樣開源的SDN(軟件定義網(wǎng)絡)被廣泛接受,思科很可能失敗。與思科這種低調的態(tài)度表示,惠普把 OpenFlow作為了網(wǎng)絡份額穩(wěn)步攀升的發(fā)力點,HP更是16款以太網(wǎng)交換機產品中支持OpenFlow,以試圖在OpenFlow市場分得一杯羹。此外,IBM和NEC在龍年伊始,宣布聯(lián)合向用戶提供OpenFlow交換設備,合作開發(fā)OpenFlow交換機和軟件定義網(wǎng)絡。
雖然IBM并不是主流網(wǎng)絡供應商,但是它是世界上***型IT供應商之一,也有很長的網(wǎng)絡產品研發(fā)歷史。IBM加入OpenFlow大潮引起了一定的關注,但是OpenFlow是否真的能夠改變網(wǎng)絡尚不明確。目前OpenFlow還并不完善,尚存在許多問題待解決,而且涉及的面非常廣,其中牽涉到用戶需要有足夠的軟件開發(fā)力量。要想實現(xiàn)軟件定義的互聯(lián)網(wǎng),還需要得到業(yè)界全方位的支持和努力才能夢想成真。不過很多大公司共同組建了開放網(wǎng)絡基金會,極力推進OpenFlow實現(xiàn)的軟件定義網(wǎng)絡,相信OpenFlow標準規(guī)范的制定已經(jīng)不遠了。