深度解析SDN

第1 章 认识SDN..................................................1

1.1 什么是SDN ..................................................1

1.2 SDN 不是什么...............................................6

1.3 SDN 架构.................................................7

1.4 SDN 发展历史.............................................10

1.5 对SDN 的误解...............................................16

1.6 不该被遗忘的SDN 先烈.............................19

第2 章 我们为什么需要SDN...................................21

2.1 网络业务发展趋势.......................................21

2.2 传统网络碰到了瓶颈...................................24

2.3 SDN 如何来解决这些问题..........................25

2.4 SDN 适用的网络..................................................27

2.5 让我们来看两个案例...................................28

2.5.1 案例一：使用传统交换机的案例..................29

2.5.2 案例二：使用OpenFlow 交换机的案例..................31

第3 章 SDN 相关组织及利益纷争........................35

3.1 ONF（Open Networking Foundation）..............35

3.1.1 ONF 性质和职责..........................................35

3.1.2 ONF 组织结构...................................................37

3.1.3 ONF Plugfest .................................................38

3.1.4 ONS（Open Networking Summit）..............41

3.2 ODL（OpenDayLight） ...........................42

3.2.1 ODL 诞生的原因分析.................................42

3.2.2 ODL 主要目标介绍和分析...................45

3.2.3 ONF 和ODL 的比较...................................46

3.2.4 ODL 和ONF 的利益冲突......................47

3.2.5 ODL 内部利益之争及Big Switch 的退出事件..................48

3.2.6 OpenDayLight 系统架构...........................51

3.3 OCP（Open Computer Project）................53

3.4 NFV（Network Function Virtualization） .........55

3.4.1 NFV 性质.............................................55

3.4.2 NFV 主要的工作目标................................56

3.4.3 NFV 所带来的好处........................................58

3.4.4 NFV 跟SDN 的关系.....................................58

3.4.5 NFV 目前进展..................................................60

3.5 ONRC................................................61

3.6 IETF........................ 62

3.6.1 Softwre Driven Network.....................................62

3.6.2 I2RS .............................................................63

第4 章 详解OpenFlow ...........................................65

4.1 OpenFlow 标准分析...........................................67

4.1.1 交换机转发面详解....................................67

4.1.2 Controller 和交换机之间消息................75

4.1.3 OpenFlow Channel ........................................78

4.1.4 Controller 角色和选举.......................78

4.1.5 OpenFlow 系统性能指标......................79

4.1.6 OpenFlow Controller 和交换机工作流程...................80

4.1.7 对OpenFlow 标准的总结.....................81

4.2 OF-Config 介绍.................................................81

4.3 Controller（控制器）......................................84

4.3.1 Controller 架构介绍.....................................84

4.3.2 Onix 分布式Controller 模型.........................86

4.3.3 FloodLight ......................................87

4.3.4 Ryu............................................88

4.3.5 NOX/POX.........................................................88

4.3.6 Trema.............................................................89

4.4 OpenFlow 所面临的挑战.............................89

4.4.1 OpenFlow 控制面的挑战........................89

4.4.2 OpenFlow 转发面的挑战..........................91

4.4.3 芯片厂商的犹豫...........................................94

4.5 OpenFlow 转发面的各种尝试和创新......................99

4.5.1 NPU 和FPGA 方案...............................99

4.5.2 TTP/NDM 方案........................................101

4.5.3 ONF 心目中的理想方案......................104

4.5.4 芯片厂商的折中方案.................................109

4.6 OpenFlow 非技术面的阻力...................111

4.7 Hybrid 交换机.............................................113

第5 章 网络虚拟化和SDN...................................115

5.1 什么是虚拟化.............................................115

5.2 服务器虚拟化................................................116

5.3 网络虚拟化.....................................................118

5.3.1 什么是网络虚拟化..................................118

5.3.2 网络虚拟化的价值..............................121

5.3.3 网络虚拟化的战争................................122

5.3.4 网络虚拟化中的三种Tunnel 技术比较.................123

5.3.5 网络虚拟化的三种组网方案.....................126

5.4 云计算跟网络虚拟化的结合.........................128

5.5 SDN 在网络虚拟化和云计算中的作用...................129

第6 章 各公司的SDN 战略及解决方案....................130

6.1 元老派厂商........................................130

6.1.1 Arista....................................................130

6.1.2 Brocade ......................................131

6.1.3 Citrix .........................................132

6.1.4 Cisco ........................................133

6.1.5 Dell ...............................................134

6.1.6 Ericsson..............................................136

6.1.7 Extreme.........................................136

6.1.8 HP（H3C）.................................................137

6.1.9 HuaWei ............................................................138

6.1.10 IBM........................................................140

6.1.11 Juniper................................................141

6.1.12 NEC .............................................................143

6.1.13 Radware .................................................144

6.1.14 RedHat ......................................................145

6.1.15 VMware ....................................................145

6.2 新生代厂商......................................................146

6.2.1 Big Switch..............................................146

6.2.2 Centec .......................................................148

6.2.3 ConteXtream............................................150

6.2.4 Cumulus.....................................................151

6.2.5 Embrane......................................................153

6.2.6 Midokura..................................................154

6.2.7 Nicira ........................................................155

6.2.8 NoviFlow...................................................156

6.2.9 Nuage.......................................................157

6.2.10 Pica8 ...................................................158

6.2.11 Plexxi ...................................................160

6.2.12 PlumGrid..................................................161

6.2.13 Vello Systems.........................................162

6.3 互联网/云服务公司................................164

6.3.1 Google...........................................................164

6.3.2 Facebook..........................................................164

6.3.3 Amazon.........................................................165

6.3.4 MicroSoft .................................................165

6.3.5 百度/阿里/腾讯........................................166

6.4 跟SDN 相关的收购.....................................167

6.4.1 Intel 收购Fulcrum Microsystems..................167

6.4.2 VMware 收购Nicira ................................168

6.4.3 Oracle 收购Xsigo System...............................168

6.4.4 Cisco 收购vCider..................................169

6.4.5 Brocade 收购Vyatta ...................................170

6.4.6 Juniper 收购Contrail.................................170

6.4.7 F5 收购LineRate....................................171

6.4.8 Cisco 收购Insieme..................................172

第7 章 SDN 真实应用案例分析.......................173

7.1 用SDN 改造Google WAN 网络......................173

7.1.1 背景介绍..............................................174

7.1.2 具体实现.................................................176

7.1.3 B4 网络改造项目总结................................179

7.2 ADVA 基于SDN 的虚拟光传输网络...............181

7.3 SDN 跟网络虚拟化的完美结合................184

7.4 用SDN 设备做安全分析和负载均衡.................187

7.5 运营商基于SDN 的SuperPTN...................189

7.6 Hybrid 交换机促进传统网络跟SDN 的融合...........194

7.7 SDN 在无线接入领域的应用................195

第8 章 SDN 对行业的影响和发展趋势...............198

8.1 SDN 对网络产业的影响...................198

8.2 产业链利益分析.......................................201

8.2.1 大型设备商.......................................202

8.2.2 中小设备商和创业型设备商.................202

8.2.3 软件提供商（包括个人）...................203

8.2.4 大中型芯片厂商..................................203

8.2.5 小芯片商和新兴芯片厂商.................203

8.2.6 设备用户................................................204

8.3 SDN 未来发展方向分析........................205

8.3.1 SDN 必将兴起，但不会一统江湖.............205

8.3.2 南向接口会开放化，但不会标准化...........206

8.3.3 北向接口将百花齐放，特定场景可能标准化.............206

8.3.4 OpenFlow 不会消亡，但仅是SDN 的一部分...........207

8.3.5 大型设备商仍会有优势，但是影响力弱化..............207

8.3.6 没有一个Controller 可以一统天下..................208

8.3.7 转发面会有OpenFlow 优化，但是不会有纯OpenFlow ASIC 芯片... 209

8.3.8 白牌设备将大发展...................................209

8.3.9 厂商锁定问题只会缓解，无法根除..................210

8.3.10 开源趋势势不可挡............................210

8.4 总结.......................................211

8.5 SDN is dead, Long live SDN！ ........................212

附录A 跟SDN 相关的网站................ 213

SDN是当前的热点技术，但是由于SDN技术相对还比较新，而且本身内涵并不清晰，所以极容易产生误解，不仅初学者不太容易把握，即便是已经接触过一段时间的人，也仍然会造成混淆。《深度解析SDN——利益、战略、技术、实践》用通俗易懂的语言深入浅出地介绍SDN的概念本质，SDN架构，产生原因，发展历史，各种对SDN的误解，SDN对产业的影响和发展趋势预测，各种标准组织及企业的动机和利益诉求，各个公司的SDN战略、SDN产品、在产业链中的位置，一些热门技术（如网络虚拟化、NFV、云计算等）跟SDN的关系，SDN的热门技术OpenFlow的分析以及OpenFlow所面临的各种挑战和尝试，SDN Controller（控制器）的介绍，经过实践检验过的多个应用案例分析。由于作者具有很强的芯片公司的从业背景，对SDN转发面也有深入的分析。 《深度解析SDN——利益、战略、技术、实践》内容涵盖范围较广，从战略、内幕、利益、技术到实践全部覆盖，对设备商、云服务提供商、数据中心、企业IT运维人员、科研工作者等多个领域的从业人员了解SDN都会大有裨益。希望看过本书之后，读者能够对SDN有一个全面而又深刻的理解。【作者简介】张卫峰，盛科网络软件总监，数据通信和芯片设计领域资深专家，有十几年的网络实践经验，对SDN、传统二三层交换机、数据传输设备（PTN和IPRAN），从管理面到协议控制面一直到芯片转发面，都有着深刻的理解。 盛科网络是中国大陆地区唯一的交换芯片（ASIC）厂商，也是国内最有影响力的SDN创业公司和白盒设备提供商，还是ONF会员组织和ONF的芯片顾问委员会（CAB）的成员，有大量国内外的SDN客户和实践案例，在国外也有较大影响力。作者负责盛科网络交换机平台的架构设计，以及历代交换和PTN产品的研发，参与设计了盛科网络历代交换芯片，包括最新的SDN相关芯片，参与了几乎盛科网络每一个SDN应用案例的方案设计或指导。作为公司SDN产品技术方向的把握者，跟ONF、OpenDayLight、OCP等组织的多位技术专家或者负责人有直接的沟通交流，深入了解过各个标准组织的动态和方向。在《程序员》杂志、新浪微博等媒体频繁发表了很多篇SDN相关的技术文章。