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解读SDN网络在大规模数据中心的应用

时间:07-25 来源:互联网 点击:

关于未来网络的规划,中国移动提出了NovoNet网络架构,NovoNet架构包含了SDN和NFV等技术,提出采用新的运营模式并提供创新服务。在NovoNet架构下,基于SDN技术的数据中心应用,中国移动将其命名为NovoDC,NovoDC是由中国移动结合开源项目定制化研发构成,本文主要围绕以上几个方面进行详细介绍。

NovoNet网络架构下的DC场景

在中国移动提出NovoNet网络架构之前,谷歌已经实现了使用SDN技术进行流量调优的商业案例。随后的NFV也因为其可虚拟化网元的技术特点,被运营商视为网络架构转型的利器。而中国移动将两种技术实现融合,构成了之后提出的NovoNet网络架构。2015年,中国移动正式发布了NovoNet2020愿景,中国移动将构建软件化、虚拟化可编程的网络架构,打造灵活高效的网络运营体系,希望通过引入NFV、SDN等新技术,使移动网络、IP承载网络、传送网络、数据中心等领域实现多种网络实施和业务的虚拟化。

关于中国移动NovoNet网络架构,它在数据中心这样场景下的布局,也就是NovoDC.从时间轴上来看,从最开始中国移动认识SDN技术,是因为谷歌利用SDN的技术,提高了广域网连接的利用率;在2012年的时候,中国移动进行了SDN的技术研究;2013年,中国移动在NFV标准化组织中,又成立了运营商级别的SDN工作组,并建立了SDN数据中心架构。

从2014年开始,中国移动在数据中心SDN化上加大了自研投入。伴随着很多开源组织的出现,中国移动结合开源技术相应做了一些自研产品,主要包括三方面,首先是数据中心的应用层APP开发;其次,是数据中心网络创建控制器的开发,这个控制器是基于AERO代码;最后,中国移动开发乐自研定制化的交换机。而在2015年《NovoNet白皮书》提出之后,中国移动在国内首次进行了SDN系统方案的招标测试,在中国移动10086公有云里面引入了SDN技术,中国移动基于SDN三种场景做了技术方案的分析。

进入2016年,在2014年自研产品的基础之上,结合2015年商用试点的现状,中国移动总结了目前SDN数据中心存在的一些问题。比如,平台不够开放,在转发设备的整体架构中,更多存在运行绑定的方式,所以之后中国移动开始把精力投入到了怎样打开A厂家的控制器跟A厂家转化设备,并提出了端到端解耦的解决方案,这个解决方案的核心就是控制器接口的标准化。

SDN数据中心的四层架构三大场景

目前,基于SDN技术的数据中心采用经典的四层架构,这也是业界公认的四层架构,从上到下分别是应用层(APP层,更多面向用户)、云操作系统层、控制层(包括两类,一类是网络的控制层,也就是控制器,另外一类是增值服务网元的控制器VNFM)、转发层(包括硬件的交换机、软件交换机、SDN网关、还有增值业务网元及安全设备)。

基于四层的架构,中国移动希望在智能应用的平台上,无论是客户还是中国移动自己内部的业务系统,都可以提供一个虚拟的VPC业务和业务链的功能。VPC的业务是一个多租户的业务,租户可以看到自己一张独立的网,同时,这张网也是可拓展的网,中国移动可以创建多个租户,租户和租户之间,可以根据更多的需求进行更多的打通。NovoDC的构建正是实现了VPC/业务链的需求。

中国移动在2015年结合自身需求,提出了SDN数据中心的三大场景,第一种场景是虚拟化的场景。因为中国移动承载的业务是一些虚拟机,它们都是装在虚拟化的平台上,在这种网络上采用虚拟交换机作为SDN转发设备这个方案是最成熟的,因为它采用虚拟化形式,带来了软件的灵活性。不过缺点是由于虚拟交换机降低服务器的性能,所以虚拟交换机的损耗会损耗CPU.在这样的背景下,中国移动研究虚拟交换机在KVM开源的平台下性能最好,如果采用的是商用虚拟化平台,就需要采用一些特定的方式,会影响转发的性能。

第二个场景是裸金属服务器的场景。目前有很多=应用,可能不接受虚拟机这种形式,更多是希望把这个应用处在一台物理服务器上,所以提出来裸金属服务器的场景,它没有虚拟交换机,中国移动采用SDN硬件交换机,采用硬点交换机作为SDN转发设备。中国移动从2015年开始研究、测试裸金属服务器,2016年开始规模商用,单这种形式它对硬件交换相应的提出了要求,比如控制器与交换机有多种协议,相应的占用硬件交换机的资源,实现的门槛比较高。

第三种场景,就是将第一种场景和第二种场景简单的结合,既有虚拟化服务器,又有裸金属服务器。

大规模数据中心组网研究

中国移动在2016年重点研究了大规模数据中心组网,随着网络数据量越来越大以及大数据业务的兴起,更多的

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