OpenFlow能否决定未来网络受困五大问题 标准暂难商用
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合久必分，分久必合，已经走过50多年历程的网络领域也不例外。openflow和SDN打破了网络原有的将软硬件捆绑在一个盒子中的状态，试图将软硬件分离，旨在构建开放、灵活的下一代网络。SDN是生意，OpenFlow是技术。作为实现SDN的技术之一，OpenFlow的商业化前景是否明朗，能否满足用户的最终需求，如何推动SDN的产业化，杀手级应用是否出现？这些问题都决定着它对未来网络的影响有多大。
近几年兴起的SDN打破了网络原有的将软硬件捆绑在一个盒子中的状态，试图将软硬件分离，进而实现转发层面和控制层面的分离，最终实现更开放、更灵活、易管理、可扩展的网络。
SDN为人们展现的是未来的一种比较理想的网络形态，实现它的方式有很多种，比如OpenFlow、Netconf、虚拟化软件API等。但一提起SDN，人们第一个想到的就是OpenFlow，它在业界的普及程度也远远高过其他技术。“OpenFlow最大的特征就是协议本身就能控制转发层面，可以高效且严格地实现转发层面和控制层面的分离。”博科公司高级技术工程师谷增云为记者指出OpenFlow如此受欢迎的原因。但是，在SDN网络形态尚不稳定的今天，颇受欢迎的OpenFlow就一定会成为未来网络形态的灵魂技术吗？
用户派和厂商派殊途同归
早在2009年，SDN就被《MIT Technology Review》评为具有影响力的十大新兴技术之一并且引起业界的广泛关注。 而这个理念的提出又与OpenFlow的诞生不无关系。OpenFlow属于下一代网络研究范畴的产物，由斯坦福大学Nick McKeown教授、加州大学伯克利分校的Scott Shenker教授及相关研究团队于2008年的Ethane项目研究成果OpenFlow技术的基础上进一步提升出来。而Ethane项目本意是通过一个集中的控制器来定义基于网络流的安全控制策略，并应用到各个网络设备中，以实现对整个网络通信的安全控制。集中控制、流控制……这都与SDN 的理念不谋而合。
OpenFlow源于学术，不是专为网络虚拟化而生，但是能够为未来的网络虚拟化带来无限可能。全球专家都在关注OpenFlow和SDN的发展态势，据悉，即将于8月底举办的“2013全球SDN与开放网络高峰会议”邀请了业内知名专家共同探讨SDN的发展前景。2011年，开放网络基金会（Open Networking Foundation）成立，专门负责OpenFlow标准和规范的维护和发展，以及推进SDN的商业化。目前，ONF由董事会成员及会员两部分组成，已经出台了OpenFlow1.0、OpenFlow1.1、OpenFlow1.2、OpenFlow1.3、OpenFlow1.3.1等版本，其中OpenFlow1.0、OpenFlow1.3已可商用。董事会成员主要包括部分运营商、互联网及软件公司，包括德国电信、日本NTT、Facebook、谷歌、微软、Verizon、雅虎和高盛等8家成员，会员则包括网络设备商、网络运营商、服务器虚拟化厂商、网络虚拟化厂商、测试仪表厂商等在内的80多家成员。盛科网络CEO孙剑勇曾经在接受《中国计算机报》记者采访时表示，在ONF成员中，用户的声音尤为重要。由于OpenFlow标准的制定者都是网络用户，这决定了他们的标准制定有一些理想色彩。
这样看来，ONF代表的是广大网络用户的声音，将其归到“用户派”可谓实至名归。与“用户派”遥相呼应的是“厂商派”OpenDaylight，该组织成立于4月9日，受到了大多数重量级网络基础设施厂商支持，思科、博科、爱立信、思杰和SDN专业厂商Big Switch Networks等均位列其中。成立之初，该项目主持人Linux基金执行会董事表示，OpenDaylight是一个研发实体，未来将与作为标准化实体的ONF形成互补。他将该团队称为“厂商中立团队”，没有一个成员能够控制整个团队。据了解，OpenDaylight将会基于ONF于2011年推出的OpenFlow协议搭建软件定义网络的部分框架。对此，ONF负责人称，OpenDaylight是站在别人的肩膀上。此外，ONF还发表声明：“作为用户社区的‘代言人’，ONF只支持那些遵守我们指导原则的项目。”
作为在国际上最具影响力的SDN相关的两大国际组织，“用户派”ONF和“厂商派”OpenDaylight的发展轨迹大相径庭。ONF于近日宣布了其OpenFlow测试认证项目的成立，为广大网络设备商提供了证明其产品符合OpenFlow规范的机会，也有利于最终用户加快相关产品的部署。OpenDaylight的进展显然没有这么顺利，其创始人成员Big Switch对于组织“采用思科控制器作为基本代码库启动这个计划”不满而发出抗议，并声称要退出该组织。Big Switch Networks创始人Appenzeller称，OpenDaylight采取的包含思科控制器的方法不是向前发展的正确方法。
ONF和OpenDaylight，一个代表用户，一个代表厂商；一个专注于协议标准的制定，一个专注于探索SDN的商业化发展之路。虽然角度不同甚至对立，但最终都是为了定义API开放接口的标准，使网络更开放、更灵活、更易部署。
谷歌应用已经成熟
谈及基于OpenFlow的SDN网络应用案例，谷增云、孙剑勇、Ixia技术产品经理杨益锋等业内资深人士不约而同地提到了谷歌。“传统的网络设备供应商、运营商、政府、互联网企业和大学及科研机构都在积极参与研究SDN相关技术，研发相应产品。”杨益锋认为，“但是，很多最终用户还在考虑如何部署应用SDN网络。国内运营商尚处于研究和观望阶段，而国际上有些企业已经部署了基于OpenFlow的SDN网络，其中最为成熟的非谷歌莫属。”
为了高效利用耗资巨大的全球范围内的广域网，谷歌率先在其广域网中部署了基于OpenFlow的SDN网络，包括面向互联网和全球12个数据中心之间的网络，所使用的OpenFlow交换机是定制的交换机，芯片全部是商业ASIC，并且部署了集中的OpenFlow控制器，控制器之上运行着诸多应用。这是标准的基于OpenFlow的SDN网络架构。据谷歌首席工程师Amin Vahdat介绍，2010年谷歌开始这个项目的时候，市面上还没有支持OpenFlow的设备，所以使用的相关设备全是自主开发制造的。当然，他对专业厂商的OpenFlow设备持欢迎态度：“如果市面上出现的交换机产品能够提供我们需要的功能，我们会很乐意考虑选择这些产品。”
通过部署OpenFlow、周密的流量工程和优先级安排，谷歌广域网线路的利用率已经接近100%。标准网络协议试图根据本地通信来理解全球网络情况，这意味着如果想要使用标准协议来影响全球策略是根本不可能的，因为没有什么中央控制计划可供使用。OpenFlow则为谷歌提供了一个逻辑上的中央控制计划，使其能够对整个网络架构拥有全球视野，并且可以根据全球网络状态来进行计算和决策。通过这种“全球视野”和精密的流控制，即使网络发生故障时，也可以确保重要的流量传输不受影响。
在谷歌技术基础设施高级副总裁兼研究员Urs Holzle看来，OpenFlow的部署工作比预期顺利。但是，OpenFlow1.0版本也为部署工作带来了困难——不能让用户以简单的方式实现现有交换机的全部功能。当然，这个问题随着OpenFlow版本的演进也在一步步解决。“既要与现有硬件设备的功能兼容，又要突出自己的特色，这是驱动OpenFlow版本演进的主要动力。”谷增云表示。
OpenFlow已经在谷歌的数据中心得到成功应用，这更大一部分原因需要归结于谷歌强大的创新能力，它可以自己构建网络模型，制造硬件设备，这是其他大部分用户不具备的，OpenFlow和SDN在用户中如何推广还是个难题。国内某SDN资深专家告诉记者，现在国内运营商主要专注于NFV（网络功能虚拟化）的研发推广，对于OpenFlow，更关注它在云数据中心的表现。Amin Vahdat在之前受访时也透露了他在运营商那儿得来的消息：运营商认为OpenFlow很难扩展，获益更是难上加难。OpenFlow在数据中心的部署已初现端倪，将来是否能有更广泛的应用，有待考证。
杀手级应用成关键
SDN尽管已经在谷歌得到部署并且效果令人满意，但是想要在全球范围内的用户中推广并不算容易，毕竟像谷歌这样的创新力、财力、物力等兼具的最终用户少之又少。所以，人们的共识是SDN目前尚处于学术研究阶段。“SDN的孕育更多地是从学术界开始，目前正在经历产业界的发酵但尚未深入到用户层面，主要是因为目前SDN技术本身还在发展中，更重要的是缺乏杀手级的应用推动。”锐捷网络研究院SDN研发主管吴航告诉记者。
为了能够更加明确地表示杀手级应用对于SDN的重要性，谷增云举了一个很形象的案例——广告和互联网。“2000年互联网泡沫破灭，后来，用户习惯逐渐培养起来，广告的盈利模式也逐渐确定，互联网开始兴起。”他认为，OpenFlow属于下一代网络架构，但是目前厂商能够为用户提供的产品还不是很完善，不能为用户提供从底层到上层应用的完整的解决方案，杀手级应用更是没有。这些问题加起来使得SDN对用户没有什么吸引力。
要想真正实现OpenFlow的产业化，必须做到以下三点：一、为用户提供完整的基于OpenFlow的SDN解决方案；二、方案和应用要做到极致，保证良好的用户体验；三、向用户灌输OpenFlow的理念，使其对新技术有了解，并在此基础上引导用户在网络分片化的基础上提供增值服务，得到效益。
依靠分离软件，SDN能够颠覆传统网络架构，引发网络产业变革，意义重大但却任重而道远。谈到如何从现有网络过渡到SDN网络，吴航认为：“改造传统网络架构，SDN很难做到一步到位，必然是从局部开始慢慢蚕食传统的网络。例如对于园区网，可以将所有的接入交换机进行OpenFlow改造，受控于SDN控制器，控制器仅需接入设备的功能即可。而在核心、汇聚层还是沿用传统的网络设备。再如，可以将传统交换机上的某些功能采用SDN方式控制，其他功能继续沿用传统方式控制。这样可以更好、更温和地进行网络改造，用户也会在这个改造过程中增强对SDN的信心，进而形成良性循环。”