最初實(shí)施在數(shù)據(jù)中心的軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SDN)已儼然成為信息通信技術(shù)(ICT)行業(yè)一個(gè)人氣頗旺的討論話題。它已幫助公司企業(yè)調(diào)整網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并配置虛擬機(jī)，以應(yīng)對(duì)不斷變化的數(shù)據(jù)中心需求。在SDN問世之前，這根本就不是一項(xiàng)輕松的任務(wù)，對(duì)需要支持多種技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)來說更是如此，比如移動(dòng)服務(wù)、云計(jì)算、社交媒體、大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)。SDN的缺位大大增添了實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)服務(wù)傳輸、交付可擴(kuò)展移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)和改善用戶體驗(yàn)的復(fù)雜性。

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那么，這個(gè)SDN到底是一種什么樣的技術(shù)呢?首先，它將網(wǎng)絡(luò)的控制功能和轉(zhuǎn)發(fā)功能分離開來，那樣就可以獨(dú)立對(duì)待物理網(wǎng)絡(luò)和邏輯網(wǎng)絡(luò)。這種分離讓網(wǎng)絡(luò)流量可以通過編程，實(shí)現(xiàn)高效地再分配，從而滿足不斷變化的需求。SDN通過集中管理的控制器，讓管理員可以做到對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的概況一清二楚。

雖然SDN常常作為一項(xiàng)“數(shù)據(jù)中心”技術(shù)而被人提及，但實(shí)際上它有許多不同的定義和標(biāo)準(zhǔn)。下面列出了SDN的重大機(jī)遇以及準(zhǔn)備幫助克服的諸多挑戰(zhàn)。

機(jī)遇篇

•改善園區(qū)網(wǎng)絡(luò)的效率

盡管SDN傳統(tǒng)上用于數(shù)據(jù)中心來應(yīng)對(duì)虛擬機(jī)頻繁遷移這種情形，但它也可以應(yīng)用到園區(qū)網(wǎng)絡(luò)。ICT廠商們開展了研究，并為基于SDN的園區(qū)網(wǎng)絡(luò)開發(fā)出了園區(qū)控制器;眾所周知，無線網(wǎng)絡(luò)用戶和移動(dòng)終端經(jīng)常移來移去，其移動(dòng)方式類似虛擬機(jī)在數(shù)據(jù)中心中的移動(dòng)。

•提高廣域網(wǎng)的帶寬利用率

傳統(tǒng)的企業(yè)廣域網(wǎng)在專用線路上運(yùn)行時(shí)其平均利用率只有40%。比如說，谷歌公司將SDN技術(shù)運(yùn)用到其內(nèi)部廣域網(wǎng)后，帶寬利用率飆升到了90%以上。

華為公司曾與一家數(shù)據(jù)中心服務(wù)提供商合作，將SDN部署到對(duì)方的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)上。該客戶之前每年投入數(shù)十億美元的資金，但獲得的帶寬利用率卻只有區(qū)區(qū)30%?，F(xiàn)在升級(jí)到專用的廣域網(wǎng)控制器后，廣域網(wǎng)鏈路使用率激增到了90%以上，這反過來為其客戶大幅降低了廣域網(wǎng)鏈路的租賃成本。

•針對(duì)特定行業(yè)進(jìn)行定制

SDN協(xié)議基于開放標(biāo)準(zhǔn);因此很容易進(jìn)行定制，以滿足每家公司或針對(duì)特定行業(yè)的技術(shù)廠商的需求。開放標(biāo)準(zhǔn)讓支持SDN的硬件的控制策略可以定制，從而制定基于域、權(quán)限和服務(wù)質(zhì)量的特定策略。SDN網(wǎng)絡(luò)可以在轉(zhuǎn)發(fā)、設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)等層面進(jìn)行定制，還可以針對(duì)基于控制器的應(yīng)用編程接口(API)進(jìn)行定制。在不斷發(fā)展的SDN解決方案這個(gè)大背景下，可以實(shí)施次要的創(chuàng)新技術(shù)，定義策略，以滿足醫(yī)療、教育、能源等其他行業(yè)的特定需求。

挑戰(zhàn)篇

•支持順暢地遷移到SDN

許多公司目前在想方設(shè)法采用SDN，但并沒有遷移全部網(wǎng)絡(luò)。這些公司想提供新的、支持SDN的服務(wù)，但是它們也需要這種保證：現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行的服務(wù)不會(huì)受到干擾。

克服這個(gè)挑戰(zhàn)的一個(gè)解決辦法就是，公司維護(hù)一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)，添加兩個(gè)邏輯網(wǎng)絡(luò)：***個(gè)邏輯網(wǎng)絡(luò)將支持現(xiàn)有的協(xié)議和服務(wù)，同時(shí)配置第二個(gè)邏輯網(wǎng)絡(luò)(即SDN區(qū))，以支持全新的服務(wù)。如果使用擁有雙控制平面的以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)處理器(ENP)交換機(jī)，就能實(shí)現(xiàn)這種邏輯劃分。ENP交換機(jī)可以用來支持這兩種類型的網(wǎng)絡(luò)，而且還能夠確保從傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)順暢地遷移到SDN。

•改動(dòng)硬件以適應(yīng)部署的SDN

OpenFlow是一種基于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的SDN通信協(xié)議，讓服務(wù)器可以指令網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到何處，并定義轉(zhuǎn)發(fā)控制接口、轉(zhuǎn)發(fā)模式、基于網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)作，并且建立管理通信流量的流量表(flow table)。

通常而言，通信流量用旨在支持網(wǎng)絡(luò)設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)的流量表加以管理。比如說，轉(zhuǎn)發(fā)信息庫(FIB)表是為路由轉(zhuǎn)發(fā)而開發(fā)的，介質(zhì)訪問控制(MAC)地址表是為第2層轉(zhuǎn)發(fā)而開發(fā)的。這些獨(dú)立的表是基于應(yīng)用特定集成電路(ASIC)架構(gòu)而開發(fā)的，它為特定的任務(wù)預(yù)先定義了搜索命令。普通的FIB表支持?jǐn)?shù)十萬個(gè)通信流量，而MAC地址表支持最多20000個(gè)通信流量。不過，這些表無法支持OpenFlow應(yīng)用于服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，因?yàn)镺penFlow需要更龐大的表來管理大得多的通信流量。

網(wǎng)絡(luò)管理員可以安裝里面含有ENP芯片的交換機(jī)，應(yīng)對(duì)在不同類型的網(wǎng)絡(luò)之間轉(zhuǎn)移/過渡這一挑戰(zhàn)。ENP芯片旨在同時(shí)支持OpenFlow的流程表和傳統(tǒng)FIB及MAC服務(wù)的流程表。

SDN大有潛力可挖，它是網(wǎng)絡(luò)行業(yè)最有前途的新興技術(shù)之一。它提供了一種基于開放標(biāo)準(zhǔn)的、靈活的、集中管理的、可編程的網(wǎng)絡(luò)，可以支持高效無縫的服務(wù)操作;如果公司想在數(shù)字化時(shí)代千變?nèi)f化的商業(yè)環(huán)境下展開競爭，這種服務(wù)操作就不可或缺。

原文標(biāo)題：Software-Defined Networking: Opportunities And Challenges