OpenFlow的前世今生
ONF與思科之間的戰爭還在繼續,OpenFlow 與IETF、ITU-T、ETSI等其它的SDN協議之間的發展也愈發引起人們的更多關注。這其中,OpenFlow仍是當前業界影響力最大的SDN協議。OpenFlow并不是SDN規定的必要元素,但SDN之所以成為互聯網的前沿科技,很大一部分是因為OpenFlow的興起。
在這里,需要先向大家解釋一下何為SDN。SDN作為一種新型的網絡設計思路,較之于傳統的網絡交換方式,根本不同點在于其控制平面和數據平面不再緊耦合在一起,而是采用了分布式的部署模式。SDN模型具有一個集中式的控制平面,數據平面同控制平面分離,作為獨立的實體存在,控制平面和數據平面之間通過特定的網絡協議保持通信。控制平面對外提供一組API接口,用戶通過這些API接口可以對控制平面進行監控、管理、維護。2009年,SDN被《MIT Technology Review》評為具有影響力的十大新興技術之一并且引起業界的廣泛關注。
OpenFlow是SDN一個網絡協議,為SDN要求的控制平面與數據平面分離提供了一種實現方式。SDN的實現與OpenFlow的發展有著緊密聯系。
OpenFlow從學院走向商業
與大多數的網絡科技起源不同,OpenFlow來自于學院派的環境,其早期的技術實現也是在大學的實驗室中。2008年4月,斯坦福大學的Nick McKeown教授在ACM Communications Review上發表的一篇論文《OpenFlow: enabling innovation in campus networks》首先詳細論述了OpenFlow的原理,明確地提出了OpenFlow的現實意義--在不改動網絡物理設備的前提下,在生產網絡上安全地進行新型網絡的實驗而不影響正常的業務流量。OpenFlow的概念最初是作為一個科研課題提出來的。
OpenFlow模型的提出正好迎合了那些需要超大規模測試的網絡項目,此后得已在美國國家科學基金資助的GENI(Global Environment for Network Innovations--全球網絡創新環境)項目中應用。從而OpenFlow不只應用于大學實驗室,有了因特網對OpenFlow設備的支持,OpenFlow開始走向技術的成熟期。同時,Nick McKeown還與幾個伙伴一起成立了Nicira公司,作為OpenFlow商業化的開發平臺。從此,OpenFlow開始了快速的產業化進程。
OpenFlow的兩個商業樞紐
SDN顛覆使得更為復雜的軟件可以在更為廉價、簡單的設備上實現運轉,被業界視為可以顛覆現有數據交換方式。這自然引起了巨頭們的重視,以及國際資本機構的青睞。短短幾年間,Openflow已經從一個實驗室的學術概念飛速發展為炙手可熱的網絡產品類型。伴隨著Openflow的成熟,SDN的概念也逐漸成型并為產業界接受。
在OpenFlow的發展歷史上,ONF的成立和VMware對Nicira的收購有著特別的意義,在某種程度上說決定了SDN的發展方向。
2011年3月,德國電信、Facebook、谷歌、微軟、NTT、Verizon和Yahoo聯合成立了ONF。這是OpenFlow發展史上的里程碑,ONF成立標志著OpenFlow從散兵游勇的野蠻狀態正式過渡到產業化發展的軌道中。ONF的發展異常迅速,其成員列表幾乎囊括了IT產業鏈上下游的所有重要廠家,來自中國的華為和中興也先后加入了ONF組織。
OpenFlow最初的標準是由OpenFlow.org發布的。2011年2月,OpenFlow.org發布了OpenFlow1.1版本。同年3月ONF接管了標準的后續開發和維護。ONF成立之后,OpenFlow的發展明顯加快。2011年ONF批準了OpenFlow 1.2版,并于2012年2月正式發布。ONF目前已經推出了兩個可商用化的版本:OpenFlow1.0和OpenFlow1.3。
需要說明的是,ONF的任務是促進SDN的發展,OpenFlow并非是ONF的必選項。若是有更優秀的協議出現,理論上講ONF很有可能用其替代OpenFlow作為SDN的實現方式。
2012年8月,VMware宣布斥資12億美元收購Nicira成為業界的重磅炸彈。VMware稱,它會把Nicira的名為“Open vSwitch”的核心技術合并到自己的虛擬網絡軟件產品組合中。很明顯,VMware收購Nicira證明了SDN的技術前景。這一點很重要,因為在此之前,SDN僅僅停留在供應商計劃中,還沒有實際產品出現。
如果Nicira的技術整合到VMware產品中,那么VMware將能夠簡化虛擬服務器和虛擬網絡資源的按需分配。這個新功能可能會給思科帶來負面影響。SDN可以實現大范圍的網絡虛擬化,因此所需要的物理網絡組件會大大減少。軟件防火墻與VPN供應商Vyatta的CEO Kelly Herrell指出,思科依賴于大量昂貴硬件的銷售,這與SDN的未來是“矛盾的”。
如果SDN將網絡的數據層面抽象到一個中央控制器,那么交換機是不是會變得多余呢?Big Switch Networks的CEO Guido Appenzeller指出,“SDN的位置與物理硬件不存在沖突”,畢竟SDN技術可能還需要一個覆蓋多個控制器的全面管理控制臺。
OpenFlow僅是SDN理念實現的方法之一,并非必由之路。OpenFlow當前的優勢是,在當前業界的各種標準化協議中,能支持流控制的協議且認知最廣的只有OpenFlow。而ONF組織更強調網絡開放的標準化,對SDN在產業層面形成規模效應也有積極作用。
OpenFlow走得如此尷尬
然而,OpenFlow正在遭遇著殘酷的現實:依靠商用芯片的設備廠商,目前在整個網絡設備市場的份額僅有10%,90%的市場被思科、華為、Juniper這些有自主研發、生產芯片的能力的設備廠商所占。在產業前景不明朗的情況下,商用芯片廠商也很難有動力去開發支持OpenFlow的芯片。目前,除華為積極參與到ONF組織中外,思科和Juniper已加入另一陣營,Juniper表示,他們將成為去OpenFlow的支持者。
另外,有人說OpenFlow不支持IPv6、MAC-in-MAC運營商骨干橋接、Q-in-Q虛擬局域網棧、服務質量、流量整形能力、容錯和彈性等功能,這些缺陷限制了OpenFlow協議和SDN在他們網絡中的應用。
但這些問題沒有阻止研究和學術機構應用OpenFlow。斯坦福大學、印地安納大學和Internet2都在實施網絡開發和部署計劃 (NDDI),并且宣稱這是OpenFlow技術的首次生產性應用,SDN將允許研究人員使用互聯網協議和架構進行試驗,同時讓科學家通過全球協作進行研究。
此前OpenFlow得以在谷歌數據中心成功應用,主要原因在于谷歌自身強大的創新能力,可以自己構建網絡模型,可以制造硬件設備,這是其他大部分用戶不具備的。谷歌并不適合作為OpenFlow在用戶中推廣的案例。而且,現在國內運營商主要專注于NFV(網絡功能虛擬化)的研發推廣,對于OpenFlow,更關注它在云數據中心的表現。
SDN定義的下一代網絡是需要在規模經濟效益下生存,SDN需要走產發展之路。ONF組織定義OpenFlow的核心前提是驅動業界提供標準的開放API,這對于生態圈的快速形成,讓SDN的思想真正擴大化具有積極意義。事實證明理想與現實真的是有差距的,OpenFlow卻走得如此尷尬。
OpenFlow發展大事盤點
2009年6月,Nicira完成了第一輪的57.5萬美元融資。緊接著7個月后,第二輪的900萬美元融資到位。
2010年1月,Google數據中心開始采用OpenFlow,到2012年初,Google全部數據中心骨干連接已經都采用這種架構。
2010年4月,Big Switch初創,瞄準OpenFlow領域。
2011年2月,Nicira完成了第三輪融資,總額達到2600萬美元。
2011年3月, ONF(Open Networking Foundation開放網絡基金會)成立。
2011年4月,Big Switch獲得了總額1375萬美元的第一輪融資。
2011年10月,當主流交換機廠家都還沒有推出OpenFlow交換機時,NEC公司率先推出支持OpenFlow的交換機,面向虛擬化數據中心和云服務市場。
2011年10月,OpenFlow的第一屆年會Open Networking Summit召開。
2012年1月,IBM和NEC形成合作伙伴關系,共同推出了一款OpenFlow產品,支持OpenFlow 1.0版本的可編程網絡控制器。
2012年8月,VMware斥資12億美元收購網絡虛擬化供應商Nicira。
2012年11月,Big Switch獲得2500萬美元融資推動其SDN業務
2013年2月,Big Switch Networks從Intel Capital手中拿到一筆650萬美元的融資,這筆融資讓Big Switch Networks的總融資額提升到4500萬美元
2013年8月,ONF宣布啟動OpenFlow一致性測試項目,來認證供應商在交換器,路由器和網絡軟件中SDN協議的實施。