時(shí)至今日，SDN的發(fā)展已經(jīng)歷了十余個(gè)年頭。中國(guó)的網(wǎng)絡(luò)生態(tài)經(jīng)過(guò)云計(jì)算和大數(shù)據(jù)的洗禮，SDN的旁觀者和先行者們?cè)缫研挠星ЫY(jié)。本文記述了近日北京“SDN茶話會(huì)”上與會(huì)者從用戶業(yè)務(wù)視角出發(fā)，追尋SDN價(jià)值的一些探討。

SDN在WAN中的價(jià)值之體驗(yàn)性

1）SD-WAN的背景與應(yīng)用

WAN（Wide Area Network）是指分布在不同地理位置，連接多個(gè)LAN的私有通信網(wǎng)絡(luò)。在企業(yè)網(wǎng)絡(luò)中通常由一個(gè)多功能路由器將LAN接入到WAN中，一個(gè)WAN通常包括了總部、分支機(jī)構(gòu)、托管設(shè)施、云服務(wù)等之間的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。在不同的WAN之間的連接包括有線和無(wú)線兩種。

傳統(tǒng)的專線業(yè)務(wù)如MPLS、T1等價(jià)格比較昂貴，企業(yè)處于對(duì)成本和開通速度的考慮，期望運(yùn)營(yíng)商能夠滿足在WAN業(yè)務(wù)上的新需求。隨著各種公共云服務(wù)的興起、SDN和NFV技術(shù)的出現(xiàn)，讓新增網(wǎng)絡(luò)服務(wù)不再依賴專有硬件，簡(jiǎn)化了配置和維護(hù)成本，提高了部署速度，于是SD-WAN應(yīng)運(yùn)而生。

SD-WAN（Software-defined WAN）, 通過(guò)利用虛擬化技術(shù)，應(yīng)用級(jí)的策略和overlay網(wǎng)絡(luò)，可能還有on-site的CPE設(shè)備，能夠?qū)崿F(xiàn)下面兩個(gè)目的：1）綜合利用多條共有或私有鏈路，讓普通鏈路能夠達(dá)到專線的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，降低了流量成本，提高了帶寬。2）根據(jù)現(xiàn)網(wǎng)情況及配置的策略，自動(dòng)選擇最佳路徑，實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡，保證了網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。據(jù)Gartner統(tǒng)計(jì)，至2019年底，SD-WAN在企業(yè)中的部署將會(huì)增長(zhǎng)到30%。

2）SD-WAN的體驗(yàn)與價(jià)值

在網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域，無(wú)論是從業(yè)務(wù)到運(yùn)維，為保證一個(gè)好的網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)，就需要讓客戶感受到三重緯度的與眾不同：

一度體驗(yàn)：速度快，帶寬要足夠大。作為信息的高速公路，帶寬就像車道，帶寬增加帶來(lái)的用戶的直觀感受十分明顯，這也是提升SD-WAN服務(wù)水平的基礎(chǔ)。

二度體驗(yàn)：高可用、高可靠性。簡(jiǎn)單地說(shuō)，信息高速公路雙向車道要保持暢通，遇到車禍、擁堵或其他中斷情況，能及時(shí)感知并切換到其他暢通的線路，不能對(duì)客戶的業(yè)務(wù)造成影響。

三度體驗(yàn)：具有安全的要求，同時(shí)具有敏捷性。除了提高網(wǎng)絡(luò)利用率、降低使用成本，用戶從業(yè)務(wù)訴求出發(fā)，對(duì)安全性和敏捷性也有相應(yīng)的要求。

以時(shí)下流行的應(yīng)用為例，SD-WAN的用戶體驗(yàn)將直接影響業(yè)務(wù)的創(chuàng)新和發(fā)展。比如，當(dāng)前最火的網(wǎng)絡(luò)直播，用戶對(duì)卡頓、延遲的要求極高，在一些競(jìng)技比賽項(xiàng)目中，超過(guò)300毫秒的延遲將直接決定賽事的輸贏，而網(wǎng)絡(luò)直播業(yè)務(wù)如果出現(xiàn)卡頓，用戶的流失幾乎不可避免。SD-WAN的興起，旨在為企業(yè)提供分支與分支、分支與數(shù)據(jù)中心、分支與云之間的隨需互聯(lián)，為企業(yè)關(guān)鍵應(yīng)用進(jìn)行智能選路和加速，提高業(yè)務(wù)的穩(wěn)定性和連續(xù)性，打造極致的業(yè)務(wù)體驗(yàn)。

SDN在異構(gòu)數(shù)據(jù)中心的價(jià)值之自運(yùn)營(yíng)

隨著云計(jì)算的發(fā)展和落地，越來(lái)越多的用戶將各種不同類型的業(yè)務(wù)部署到云端，接入設(shè)備的類型和數(shù)量、不同業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)流量等也在快速增長(zhǎng)，如何在數(shù)據(jù)中心使用和管理好這些數(shù)目龐大、類型各異的網(wǎng)絡(luò)信息，成為了數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的巨大挑戰(zhàn)。

1）數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的變遷

數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的改變是業(yè)務(wù)發(fā)展推動(dòng)的結(jié)果。在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上，為了減少帶寬收斂比，增加網(wǎng)絡(luò)性能。經(jīng)典的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)采用“核心-匯聚-接入”這種傳統(tǒng)的三層架構(gòu)，隨著云計(jì)算的發(fā)展、計(jì)算資源的池化，為了滿足計(jì)算資源任意分配的需求，大二層的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)隨之誕生，大二層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)雖然使得虛機(jī)網(wǎng)絡(luò)能夠靈活創(chuàng)建，但是帶來(lái)的廣播風(fēng)暴問(wèn)題也是顯而易見的。隨著谷歌、Facebook等互聯(lián)網(wǎng)巨頭大型網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，一個(gè)融合了OverLay的Spine/Leaf的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)呼之欲出。

對(duì)于大部分企業(yè)和組織來(lái)說(shuō)，其數(shù)據(jù)中心的規(guī)模在沒有達(dá)到網(wǎng)絡(luò)巨頭的規(guī)模前提下，必然要從自身業(yè)務(wù)出發(fā)，從技術(shù)能力、運(yùn)營(yíng)成本、資源利舊、戰(zhàn)略規(guī)劃等方面綜合考量，從操作自動(dòng)化、硬件白盒化、技術(shù)創(chuàng)新和成本優(yōu)化幾個(gè)方面改進(jìn)數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)。

2）異構(gòu)數(shù)據(jù)中心的自運(yùn)營(yíng)網(wǎng)

通常情況下，大部分的組織和企業(yè)需要的是一個(gè)更加智能化的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，使用戶能夠根據(jù)業(yè)務(wù)需求，基于意圖來(lái)創(chuàng)建和管理自己的網(wǎng)絡(luò)。IBN（Intent-based Network，基于意圖的網(wǎng)絡(luò)）技術(shù)的出現(xiàn)，被業(yè)界認(rèn)為是對(duì)網(wǎng)絡(luò)管理方式的一個(gè)重大轉(zhuǎn)變。美國(guó)新銳創(chuàng)業(yè)公司Apstra在“SDN茶話會(huì)?北京站”上分享了如何通過(guò)操作系統(tǒng)（AOS?）的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)基于意圖的網(wǎng)絡(luò)，AOS?通過(guò)自我配置、修復(fù)和防御來(lái)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施和服務(wù)的整個(gè)生命周期。

以常見的網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)建需求為例，當(dāng)用戶需要一個(gè)新的業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)來(lái)支持1000臺(tái)服務(wù)器的Openstack云部署時(shí)，用戶根據(jù)AOS?的模板或者自定義選項(xiàng)，設(shè)置諸如服務(wù)器要求10G帶寬、支持雙連接、1:1收斂比等參數(shù)，AOS?即可為此建立一個(gè)網(wǎng)絡(luò)：通過(guò)IP Fabric來(lái)連接所有應(yīng)用程序，保證冗余和大量的帶寬，在其余的網(wǎng)絡(luò)配置參數(shù)中選用業(yè)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)最佳實(shí)踐。

SDN在DCN的價(jià)值之?dāng)?shù)據(jù)與智能

1）SD-DCN的背景與應(yīng)用

數(shù)據(jù)中心是云計(jì)算的核心基礎(chǔ)設(shè)施，電信運(yùn)營(yíng)商不斷利用其IDC數(shù)據(jù)中心打造云計(jì)算戰(zhàn)略，我國(guó)各地方政府一直積極建造數(shù)據(jù)中心以促成云計(jì)算產(chǎn)業(yè)落地。作為SDN的主要服務(wù)對(duì)象，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用才是最能體現(xiàn)SDN這一全新網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的價(jià)值之處，云數(shù)據(jù)中心則是最重要的SDN應(yīng)用場(chǎng)景。云數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)不但是互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)公司和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商重點(diǎn)關(guān)注的領(lǐng)域，而且成為各國(guó)政府、學(xué)術(shù)界、標(biāo)準(zhǔn)化組織和設(shè)備商共同關(guān)注的焦點(diǎn)。

SDDC的長(zhǎng)期目標(biāo)是將其轉(zhuǎn)變成可以提供給最終用戶/消費(fèi)者的服務(wù)。創(chuàng)建軟件定義的云數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，是提高網(wǎng)絡(luò)性能、實(shí)現(xiàn)多租戶網(wǎng)絡(luò)共享以及控制網(wǎng)絡(luò)能耗的基本保障。SDDC為企業(yè)提供自己的私有云，讓他們?cè)谕泄軘?shù)據(jù)時(shí)有更多的控制權(quán)。SDDC在核心硬件資產(chǎn)上超越傳統(tǒng)的抽象層，因此一些專家認(rèn)為，采用SDDC可以更安全地選擇云。

數(shù)據(jù)中心成千上萬(wàn)的機(jī)器需要很高的帶寬，如何合理利用帶寬、節(jié)省資源、提高性能是數(shù)據(jù)中心的一個(gè)重要課題。2012年7月，VMware重金收購(gòu)Nicira進(jìn)軍數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)市場(chǎng)，其他傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)巨頭如Cisco、Juniper等也紛紛收購(gòu)相關(guān)創(chuàng)業(yè)公司，迅速切入數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)市場(chǎng)。

2）SD-DCN的體驗(yàn)與價(jià)值

研究表明，由于當(dāng)前的云計(jì)算任務(wù)往往伴隨著服務(wù)器之間密集的數(shù)據(jù)交互，網(wǎng)絡(luò)資源已經(jīng)成為影響云計(jì)算服務(wù)質(zhì)量的瓶頸資源。云數(shù)據(jù)中心提供不同類型的云計(jì)算服務(wù)，為了提高云計(jì)算的服務(wù)質(zhì)量，非常有必要針對(duì)不同的應(yīng)用需求對(duì)網(wǎng)絡(luò)功能進(jìn)行靈活配置。在給定硬件設(shè)施條件下，盡可能通過(guò)軟件技術(shù)來(lái)優(yōu)化云數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)資源利用率，既是云計(jì)算模式的內(nèi)在技術(shù)需求，也是提高云計(jì)算性能和用戶體驗(yàn)的外在需求。

虛擬數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的整體開銷優(yōu)化不簡(jiǎn)單等同于帶寬資源的優(yōu)化，也與數(shù)據(jù)流的路由選擇有關(guān)系。在橫向擴(kuò)展的云數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下，數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涠季邆涿黠@的層次化特點(diǎn)。因此可以利用服務(wù)器的空閑磁盤空間，對(duì)讀取的數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存，大大增加每個(gè)文件的副本數(shù)量。這種泛在緩存的存儲(chǔ)系統(tǒng)優(yōu)化方法，不但可以大大減小每個(gè)數(shù)據(jù)流的平均網(wǎng)絡(luò)路徑長(zhǎng)度，還可以減少數(shù)據(jù)熱點(diǎn)，從而增大數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)吞吐率，并提高分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)的性能。

虛擬數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的開銷包含計(jì)算資源開銷和帶寬開銷兩部分。為了設(shè)計(jì)優(yōu)化虛擬數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)開銷的虛擬機(jī)遷移方案，需要網(wǎng)絡(luò)控制器能夠感知虛擬機(jī)之間的通信流量或帶寬需求。在軟件定義的可定制網(wǎng)絡(luò)中，可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)控制器維護(hù)全局網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫畔?、云租戶的身份和位置信息、租戶的資源占用信息等，為實(shí)現(xiàn)云數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的虛擬化管理提供靈活的控制平臺(tái)。在軟件定義網(wǎng)絡(luò)框架下，網(wǎng)絡(luò)控制器和存儲(chǔ)控制器可以進(jìn)行有效的交互，從而實(shí)現(xiàn)高效的聯(lián)合優(yōu)化，在不增加鏈路和帶寬資源的前提下，通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)容量提升，這一點(diǎn)在蘇州國(guó)科數(shù)據(jù)中心得到了進(jìn)一步的實(shí)踐驗(yàn)證。蘇州國(guó)科數(shù)據(jù)中心總經(jīng)理助理顧文彬先生在“SDN茶話會(huì)?北京站”上分享道。

SDN在DCN的價(jià)值之業(yè)務(wù)畫像

數(shù)據(jù)中心的流量總的來(lái)說(shuō)可以分為以下三種：

南北向流量：數(shù)據(jù)中心之外的客戶端到數(shù)據(jù)中心服務(wù)器之間的流量，或者數(shù)據(jù)中心服務(wù)器訪問(wèn)互聯(lián)網(wǎng)的流量。

東西向流量：數(shù)據(jù)中心內(nèi)部的流量。

跨數(shù)據(jù)中心流量：顧名思義是指數(shù)據(jù)中心之間的流量，例如數(shù)據(jù)中心之間的災(zāi)備、專線接入互聯(lián)等。

思科發(fā)布的白皮書報(bào)告顯示，2020年全球數(shù)據(jù)中心東西向流量占比將超過(guò)80%，而早期數(shù)據(jù)中心的流量80%為南北向流量。隨著云計(jì)算的到來(lái)，越來(lái)越豐富的業(yè)務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)中心的流量模型產(chǎn)生了巨大的影響，如搜索、并行計(jì)算等，當(dāng)需要大量的服務(wù)器集群系統(tǒng)協(xié)同完成工作時(shí)，導(dǎo)致服務(wù)器集群內(nèi)部的流量變大，數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)流量由“南北”為主轉(zhuǎn)為“東西”為主。

1）異常流量與業(yè)務(wù)畫像

云數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)異常行為不僅會(huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備造成不當(dāng)?shù)膰?yán)重負(fù)荷，同時(shí)也極大地影響了云用戶的使用體驗(yàn)，輕則造成客戶投訴、重則導(dǎo)致客戶流失。云計(jì)算環(huán)境中的多租戶使得業(yè)務(wù)千差萬(wàn)別，再加上繁雜的第三方托管和專線接入，使得云數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)分析和異常行為定位極其困難。例如，某直播公司，其數(shù)據(jù)中心峰值流量為1.6T，但是互聯(lián)網(wǎng)帶寬只占400G，剩下的全是專線、CDN流量等。

從運(yùn)營(yíng)的角度來(lái)看，數(shù)據(jù)中心正在從提供資源向提供產(chǎn)品或服務(wù)進(jìn)行轉(zhuǎn)變。市場(chǎng)趨勢(shì)表明，流量分析是云平臺(tái)的運(yùn)營(yíng)方及其租戶迫切需求的一項(xiàng)產(chǎn)品或服務(wù)，流量分析在用戶的決策控制中扮演著極其重要的角色。假以時(shí)日，流量分析就會(huì)成為云數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)的壓力和瓶頸，客戶遇到任何網(wǎng)絡(luò)的問(wèn)題就會(huì)將電話打上門來(lái)。

2）流量分析的體驗(yàn)與價(jià)值

云數(shù)據(jù)中心提供不同類型的云計(jì)算服務(wù)，其中幾個(gè)典型的流量分析應(yīng)用為：精準(zhǔn)計(jì)量和容量規(guī)劃；業(yè)務(wù)畫像與流量拓?fù)?；物理、虛擬網(wǎng)絡(luò)的關(guān)聯(lián)分析；性能量化與分析；安全分析。

多年來(lái)業(yè)界對(duì)SDN的看法不一，但實(shí)踐證明SDN需要“大腦”才能使網(wǎng)絡(luò)的控制更合理、有效。隨著IBN的出現(xiàn)，網(wǎng)絡(luò)流量的采集、分析和控制要閉環(huán)的看法已經(jīng)成為共識(shí)，中美也因此涌現(xiàn)出一批相關(guān)的創(chuàng)業(yè)公司。

毫無(wú)疑問(wèn)，數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)流量的分析要面向運(yùn)營(yíng)者、面向業(yè)務(wù)。數(shù)據(jù)中心用戶最關(guān)心的三個(gè)要素是效率、成本和效果。因此，數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)者要從技術(shù)、流程和組織三個(gè)方面全面變革，樹立云計(jì)算、大數(shù)據(jù)和人工智能領(lǐng)域典型應(yīng)用，打造未來(lái)智能的云數(shù)據(jù)中心。