Openflow网络虚拟化的探索

Openflow网络虚拟化的探索

“互联网之父”文顿-瑟夫在创建了43亿个IP地址之后，不知是否预料到互联网发展如此之快，短短四十年，人们就要面对IPV4地址枯竭的现实。于此同时，随着互联网的进一步发展，用户对于网络性能的要求进一步提高，越来越多复杂的功能例如OSPF、BGP、组播、区分服务、流量工程、NAT、防火墙、MPLS等都被纷纷塞进了路由器等交换设备里面，从而使交换机不堪重负。这时，有人提出，如果能有一个开放接口、支持控制的交换标准该有多好？就像计算机领域有一个简单可用的硬件底层(X86指令集)，那么网络是不是也可以复制计算机领域的成功呢？于是，OpenFlow便应运而生。

OpenFlow由斯坦福大学和加州大学伯克利分校领导的大学联盟所发起，他们的初衷是让研究人员可将企业级以太网交换机作为定制构件用于大学的网络实验。他们希望服务器软件能够直接访问交换机的转发表，因此他们研发了OpenFlow协议。该协议用于修改、转发、排队和剥离匹配数据包的基元。OpenFlow与用于网络的x86指令集相似，可创建在软件层上，也就是说用户可以定义数据流并侦测这些数据流以何种途径通过网络，且上述过程完全无需涉及底层硬件。

在OpenFlow网络中，L2交换机的许多控制平面功能，如生成树协议、MAC地址学习等均由服务器软件而不是交换机固件决定。早期研发人员在定义协议时想的更远，他们允许OpenFlow控制器和交换机执行许多传统的控制功能(如路由、防火墙和负载平衡)。说得简单点儿，人们想要控制Internet，最直接的办法就是控制网络中最为关键的节点--交换设备，一旦可以实现这一目的，那么所有的流量便可以为我所用，这时便需要有一套开放接口、支持控制的交换标准，而这便是OpenFlow。目前，OpenFlow协议已经走出大学实验室。

OpenFlow是把网络流量的控制权从基础设施交换机和路由器等手中收了回来，交到了网络所有者、个人用户或个别应用的手中。用户有了这个控制全便可制定策略，为工作流寻找有可用带宽、低延迟或低阻塞，低跳数的路径。

业界对OpenFlow的前景看法不一。有人认为OpenFlow对于数据中心、私有云以及园区网的负载均衡、流量控制和虚拟网络特别有用，因为在这些场合中，网络设备和虚拟机会成倍增加，使网络拓扑不堪重负。有人认为，OpenFlow之于网络有点儿像VMware之于虚拟化，它可以对由相互不兼容的路由器和交换机构成的网络进行统一控制。不过Openflow可谓网络虚拟化领域中重要的探索。从目前的行业趋势来看，网络设备厂商思科对Openflow的态度仍然不明朗，业内分析思科可能是基于Openflow这样开源的SDN软件定义网络）被广泛接受，思科很可能失败。与思科这种低调的态度表示，惠普把 OpenFlow作为了网络份额稳步攀升的发力点，HP更是16款以太网交换机产品中支持OpenFlow，以试图在OpenFlow市场分得一杯羹。此外，IBM和NEC在龙年伊始，宣布联合向用户提供OpenFlow交换设备，合作开发OpenFlow交换机和软件定义网络。

虽然IBM并不是主流网络供应商，但是它是世界上最大型IT供应商之一，也有很长的网络产品研发历史。IBM加入OpenFlow大潮引起了一定的关注，但是OpenFlow是否真的能够改变网络尚不明确。目前OpenFlow还并不完善，尚存在许多问题待解决，而且涉及的面非常广，其中牵涉到用户需要有足够的软件开发力量。要想实现软件定义的互联网，还需要得到业界全方位的支持和努力才能梦想成真。不过很多大公司共同组建了开放网络基金会，极力推进OpenFlow实现的软件定义网络，相信OpenFlow标准规范的制定已经不远了。