SDN
SDN(soft ware defined network)软件定义网络。
基于OpenFlow技术实现网络的可编程能力,使网络像软件一样灵活编程,SDN技术应运而生。
主要三个特性:
转分离控
集中控制
开放接口
SDN控制器既不是网管,也不是规划工具。
网关没有实现转控分离。
规划工具的目的和控制器不同。
SDN网络体系架构
SDN是对传统网络架构的一次重构,由原来的分布式控制的网络架构重构为集中网络架构。
SDN网络体系结构的三层模型
协同应用层 app api接口 |
控制层 SDN控制器 OpenFlow协议 |
转发层 转发器 |
SDN架构下的接口
NBI(north bound interface)北向接口(restful 、 netconf)
SBI(south bound interface)南向接口(OpenFlow 、BGP、PCEP)
东西向协议为SDN控制器跨域互联及分层部署提供了接口。
SDN基本工作原理
网元资源信息收集。
转发器注册信息
上报资源过程
MPLS标签信息
VLAN资源信息
接口资源信息等
拓扑信息搜集
节点对象,接口对象,链路对象(LLDP/IGP/BGP-LS).
SDN网络内部交换路由的生成。
SDN的价值
sdn的可编程性和开放性,使得我们可以快速开发新的网络业务和加速网络创新。
sdn的网络架构简化了网络,消除了很多ietf的协议。
基于sdn架构,网络设备白牌化。
业务自动化,sdn网络架构下。
网络路径流量优化。
传统网络向sdn的演进方式
1,仅交换网sdn化
2,仅业务sdn化
传统网络的局限性
流量路径的灵活调整能力不足,网络协议实现复杂,运维难道较大,网络新业务升级速度较慢。
vxlan
数据中心的基本概念及特点
DC(data center)
企业IT系统的核心
海量数据运算,交换,存储的中心
关键信息业务应用的计算环境
集中管控各种数据,应用程序,物理或虚拟设备的环境。
数据中心四大焦点:可靠 灵活 绿色 高效
传统数据中心网络面临的挑战
计算节点延迟需求
虚拟化技术大量应用
网络和业务维护自动化需求
应运而生vxlan 数据中心大二层互联
vxlan,nvgre等overlay技术都是通过将mac封装在ip之上,实现对物理网络的屏蔽,解决了物理网络vlan数量限制,接入交换机mac表资源有限等问题,同时通过提供统一的逻辑网络管理工具,更方便地实现虚拟机在进行迁移时网络策略跟随的问题,大大降低了虚拟化对网络的依赖,成为了目前网络虚拟化的主要发展方向。
vxlan技术特点
位置无关性,业务可任意位置灵活部署,缓解了服务器虚拟化后相关的网络扩展问题
可扩展性,在传统网络架构上规划新的overlay网络,部署方便,同时避免了大二层的广播风暴问题,可扩展性极强。
部署简单, 由可靠sdn controller完成控制面的配置和管理,避免了大规模的分布式部署,同时集中部署模式可加速网络和安全基础架构的配置,提高可扩展性。
适合云业务,可实现千万级别的租户间隔离,有力支持了云业务的大规模部署。
技术优势,vxlan利用了现有通用的udp进行传输,成熟性极高。
nve是服务器虚拟化层的一个功能模块,虚拟机通过虚拟化软件直接建立vtep隧道,
nve也可以是一台支持vxlan的接入交换机集中为多租户提供vxlan网关服务
vxlan网关可以实现不同vxlan下租户间通信,也能实现vxlan用户与非vxlan用户间通信,这和vlanif接口的功能是类似的。
nvo3标准
vni 虚拟网络实例,可以为l2,l3网络,一个租户可以对应一个或多个vni。
vnid 虚拟网络id
nve 虚拟网络边缘,可以位于物理网络边缘设备,也可以位于hypervisor,可以是二层转发或者三层转发。
vn context 该字节位于overlay封装头部,用于egress nve设备确定vni
hypervisor 运行在物理服务器的虚拟化软件,为服务的vm提供共享计算资源,内存,存储,而且hypervisor内经常内嵌virtual switch。
tenant end system 租户终端系统,可以是物理服务器也可以是vm。
nvo3技术
nvgre 通过mac in gre 封装实现二层网络的方式。
vxlan 通过mac in udp封装实现虚拟二层网络的方法
stt 通过mac in tcp 封装实现虚拟二层网络的方法。
基于sdn的vxlan基本组网 接口配置
snc
interface g 0/0/1
ip address 20.1.1.18 30
int loopback 1
ip address 5.5.5.5 32
fp1
int g 0/0/1
undo shutdown
ip address 20.1.1.1 30
int g 0/0/2
undo shutdown
ip address 20.1.1.4 30
int loopback1
ip address 1.1.1.1 32
协议配置
fp1
sysname fp1
sdn agent
controller-ip 5.5.5.5
//指定控制器的loopback地址
openflow agent
transport-address 1.1.1.1
// 指定fp1传输地址
ospf 1
area 0.0.0.0
network 1.1.1.1 0.0.0.0
network 20.1.1.0 0.0.3
network 20.1.1.4 0.0.0.3
sysname snc
sdn controller
openflow listening-ip 5.5.5.5
//指定控制器监听地址
fp-id 1
type huawei-default
version default
role default
openflow controller
peer-address 1.1.1.1
// fp1loopback1地址
ospf 1
area 0.0.0.0
network 5.5.5.5 0.0.0.0
network 10.1.1.16 0.0.0.3
display sdn openflow session
display sdn fp
display sdn ipenflow session
NFV基本概述
nfv(网络功能虚拟化)是指利用虚拟化技术在标准化的通用it设备(x86服务器,存储和交换设备)上实现各种网络功能。
nfv的目标是取代通信网络中私有,专用和封闭的网元,实现统一通用硬件平台+业务逻辑软件的开放构架。
nfv与sdn结合使用将对未来通信网络的发展带来重大影响,同时也带来了新的问题和挑战。
网络功能虚拟化的优点
通过设备合并,借用it的规模化经济,减少设备成本,能源开销。
缩短网络运营的业务创新周期,提升投放市场的速度,使运营商极大的减少网络成熟周期。
网络设备可以多版本,多租户共存,且单一平台为不同的应用,用户,租户提供服务,允许运营商跨服务和不同客户群共享资源。
基于地理位置,用户群引入精确服务,同时可以根据需要对服务进行快速扩张、收缩。
更广泛、多样的生态系统使能,促进开放,将开放虚拟装置给纯软件开发者,小商户,学术界,鼓励更多的创新,引入新业务,更低的风险带来新的收入增长。
nfv不依赖于sdn,但是sdn中控制和数据转发的分离可以改善nfv网络的性能。
sdn也可以通过使用通用硬件作为sdn的控制和服务交换以虚拟化形式实现。