作者:閻松明 虛擬化解決方案架構(gòu)師
5G等新技術(shù)的興起,正深刻影響著通信市場,推動運(yùn)營商和設(shè)備商在技術(shù)架構(gòu)、組織架構(gòu)等方面快速演進(jìn)。5G環(huán)境下,用戶需求多樣化,全球網(wǎng)絡(luò)正隨著技術(shù)演進(jìn)而發(fā)生變革與重構(gòu)。
5G時(shí)代,新業(yè)務(wù)對其所承載的網(wǎng)絡(luò)需求正變得越來越高,靈活、易擴(kuò)展和簡單易用,成為運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)必須具備的基本能力。5G遵循轉(zhuǎn)控分離的基本原則在5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)上體現(xiàn)為:數(shù)據(jù)面下沉、控制面集中,大量采用分布式網(wǎng)關(guān)。這需要5G分布式網(wǎng)關(guān)的硬件或軟件交換機(jī),能夠在流量引導(dǎo)、優(yōu)先級處理、高可靠、低時(shí)延通信等不同需求的業(yè)務(wù)中發(fā)揮重要作用。
因此,SDN技術(shù)迅速成為運(yùn)營商關(guān)注的重點(diǎn)。該技術(shù)可基于隧道技術(shù)在物理網(wǎng)絡(luò)上虛擬出多個(gè)相互隔離的虛擬網(wǎng)絡(luò),從而使得不同用戶之間使用獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)資源切片,提高網(wǎng)絡(luò)資源利用率,實(shí)現(xiàn)彈性的網(wǎng)絡(luò)。同時(shí),它還能使云網(wǎng)融合,網(wǎng)絡(luò)的配置完全融合到業(yè)務(wù)的動態(tài)配置中去,完成網(wǎng)隨云動,網(wǎng)絡(luò)隨遷,最終為企業(yè)帶來收益。
正是因?yàn)镾DN擁有如此多的優(yōu)勢,各大廠商紛紛推出了自己的SDN方案,其中以開源社區(qū)的OpenFlow方案和以思科、juniper等硬件廠商為代表的EVPN方案逐漸成為市場的主流。
OpenFlow方案
以O(shè)penFlow為代表的集中控制方案,通過SDN控制器完全控制,又叫強(qiáng)控。OpenFlow方案主要由OpenFlow交換機(jī)、SDN Controller二部分組成。OpenFlow交換機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)層的轉(zhuǎn)發(fā);Controller對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行集中控制,實(shí)現(xiàn)控制層的功能。
OpenFlow網(wǎng)絡(luò)中轉(zhuǎn)發(fā)層面的核心是由各種支持OpenFlow的軟件和硬件的交換機(jī)組成,負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)報(bào)文的轉(zhuǎn)發(fā)。每一個(gè)支持OpenFlow的軟件或硬件交換機(jī)都擁有一個(gè)FlowTable(流表),交換機(jī)本身只按照流表的內(nèi)容對數(shù)據(jù)報(bào)文進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。而SDN Controller負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)FlowTable的生成、維護(hù)和下發(fā)。OpenFlow規(guī)范定義了從L2~L4在內(nèi)的十余種關(guān)鍵字,并且FlowTable中的每個(gè)關(guān)鍵字都可以通配。在具體的網(wǎng)絡(luò)中用哪種匹配規(guī)則,則由不同的使用場景決定,比如在一個(gè)純二層的組網(wǎng)環(huán)境下,只需要二層的匹配字段就可以,其它字段可以采用通配。
與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)包處理流程相比,傳統(tǒng)交換機(jī)對于流向是人為通過配置指定的,沒有數(shù)據(jù)流的概念,只進(jìn)行數(shù)據(jù)包級別的交換和路由處理;而在OpenFlow網(wǎng)絡(luò)中,所有網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的配置下發(fā),都統(tǒng)一由SDN Controller通過下發(fā)流表取代,決定了所有數(shù)據(jù)包流在網(wǎng)絡(luò)中傳輸路徑。整個(gè)系統(tǒng)如下圖所示。
圖1:OpenFlow 下的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/P>
EVPN方案
以BGP EVPN為代表的松散控制方案,通過網(wǎng)絡(luò)設(shè)備控制面協(xié)議自學(xué)習(xí),又叫弱控。
EVPN(以太網(wǎng)虛擬專用網(wǎng)絡(luò))是多協(xié)議地址映射標(biāo)準(zhǔn),使用BGP作為路由協(xié)議,再結(jié)合EVPN,就可以為VXLAN帶來完整的控制平面。其思路和集中式的通過OpenFlow方式下發(fā)流表不同,基于原有的VXLAN實(shí)現(xiàn)方案沒有控制平面,通過數(shù)據(jù)平面的流量泛洪進(jìn)行VTEP發(fā)現(xiàn)和MAC地址學(xué)習(xí)導(dǎo)致泛紅的問題。VXLAN引入了EVPN作為控制平面來解決原有的泛洪問題,通過在各個(gè)VTEP之間交換BGP EVPN路由信息實(shí)現(xiàn)VTEP的自動發(fā)現(xiàn)、主機(jī)信息相互通告等特性來解決之前的泛洪問題。
EVPN繼承了MP-BGP和VXLAN 兩者的優(yōu)勢,通常采用GW-Spine-Leaf的分層架構(gòu)。Leaf層的設(shè)備作為VTEP對報(bào)文進(jìn)行EVPN相關(guān)處理;Spine層為核心設(shè)備,根據(jù)報(bào)文的目的地址轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文;GW作為網(wǎng)關(guān)設(shè)備,負(fù)責(zé)南北向出DC流量的轉(zhuǎn)發(fā)與VXLAN隧道的封裝解封裝。
有了EVPN技術(shù)作為VXLAN網(wǎng)絡(luò)的控制層,數(shù)據(jù)層面就變得簡單許多,數(shù)據(jù)平面EVPN通過BGP通告本地學(xué)到的信息,對端根據(jù)BGP收到的路由,將信息下到遠(yuǎn)端VXLAN隧道上,形成單播表項(xiàng)。報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)通過查找本地VTEP 表項(xiàng)找到目標(biāo)的VTEP,再通過VXLAN隧道發(fā)送到目標(biāo)VTEP,目標(biāo)VTEP將VXLAN隧道解封裝,轉(zhuǎn)發(fā)給目的Server?梢钥闯,從數(shù)據(jù)層面角度來看,EVPN只負(fù)責(zé)VXLAN的控制層面,也就是轉(zhuǎn)發(fā)信息的傳輸,對VXLAN數(shù)據(jù)層面沒有影響。整個(gè)系統(tǒng)如下圖所示。
圖2:EVPN下的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/P>
表1: OpenFlow和EVPN特點(diǎn)對比
中興ZENIC vDC控制器 提供端到端的數(shù)據(jù)中心SDN解決方案
ZENIC vDC控制器是中興通訊推出的一款電信級的集群控制器產(chǎn)品,聚焦云數(shù)據(jù)中心的SDN需求,定位于混合Overlay(OpenFlow+EVPN)、硬件overlay(EVPN)和軟件Overlay(OpenFlow)的應(yīng)用場景,可以實(shí)現(xiàn)云管理平臺與網(wǎng)絡(luò)管理平臺的融合,提供統(tǒng)一的資源規(guī)劃和部署,快速構(gòu)建新型的虛擬化數(shù)據(jù)中心,提供端到端的數(shù)據(jù)中心SDN解決方案。
基于中興通訊在數(shù)據(jù)中心建設(shè)和數(shù)據(jù)通信方面的技術(shù)積累,中興ZENIC vDC控制器提供開放、靈活的能力,可助力運(yùn)營商、政企客戶構(gòu)建新型的虛擬化數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)。