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论数据中心SDN和NFV技术关系

一提到大名鼎鼎的SDN,在数据中心圈里,几乎无人不知无人不晓。这几年,SDN概念很火,有人甚至认为SDN是第二次的信息技术革命,SDN中文名叫软件定义网络,这一技术的目的就是要消除网络硬件上的差异,让数据中心用户不用再关心网络硬件以及底层软件实现,将精力聚焦于数据中心承载的业务上来,大大减少数据中心网络维护的投入。有人说个人电脑的今天就是网络设备的明天,个人电脑已经彻底沦为一个硬件平台,我们可以任意在上面安装各种应用软件,而不用去关注电脑如何去工作的。SDN技术的目的也是这样,就是将网络硬件与应用业务脱离,数据中心网络只提供系统网络带宽,各种协议的接口,通过SDN技术就可以实现网络业务部署,根本不需要知道数据中心部署了多少台的网络设备,都部署在了哪里。SDN不是一项具体的技术,而是一种网络架构,代表了“开放性、虚拟化和可编程”的网络设计理念,SDN要靠OpenFlow协议来具体实现软件定义网络。NFV的概念则大家要陌生锝多,NFV的中文名叫网络功能虚拟化,通过使用X86等通用性硬件以及虚拟化技术,来承载很多功能的软件处理,从而降低网络昂贵的设备成本。NFV利用虚拟化技术实现网络功能,从而打破专有硬件对网络的限制,通过统一的虚拟化软、硬件平台,使得网络更加灵活和简单。NFV说白了就是网络/存储/服务器等设备的虚拟化技术,通过部署虚拟化技术简化数据中心维护工作。

不难看出,SDN技术的目标是真正的实现数据中心网络的全软件化,而NFV更像是数据中心走向SDN的必经之路。虽然SDN技术火热,但是在目前发展的阶段实际商用的并不多,这是原因SDN的标准还没有形成统一,再加上网络巨头企业技术上的壁垒,导致SDN的统一标准工作进行得缓慢,以至于形成了不同的两派阵营。就算是实验室里的SDN也基本都是网络厂家各实现个的,只能在自家网络设备上运行使用,根本谈不上互通互用。NFV则不同了,虽然具体到技术实现也是各家各有不同,无法支持互通互用,但是应用上却得到了普及。现在的数据中心,无论是服务器的虚拟化还是网络设备的虚拟化技术,到处可见,已经成为了数据中心必备的技术之一。所以NFV技术在数据中心已经开始普及,虽然NFC技术还无法达到真正的软件定义网络,但是可以说是网络软件化的一个重要信号。如果将SDN比喻成实现了共产主义,那么NFV就是现阶段,仅实现了小康社会,要达到共产主义还有相当长的路要走。

OpenFlow是SDN的代名词,是SDN里最流行的一种标准,是由ONF(开放网络论坛)提出的,可以说是出师名门。NFV则是从实践中而来,没有任何的实现标准,完全是网络应用需求而来。在这方面思科是最早的实现者,其它网络厂商都是跟随着思科而推出了类似的虚拟化功能,正因此是这样,所以NFV技术在各网络设备上实现都有差异,无法互通。NFV更倾向于一种平滑的渐进式演进,对现有的网络及业务不会造成很大的影响,当然带来的益处也是很有限的。而SDN是对现有网络设备产业格局可以说是一种颠覆性的变革,但是缺少实践的经验。SDN技术的目的之一也是要消除各网络设备的实现差异,形成统一的标准,有统一的接口和标准器件。SDN有鲜明的技术理论基础支撑,而NFV则是从实践中而来,缺少理论支撑。这样的出身也很容易造成了两者面临的不同现状,就是NFV实现技术不高明,带来的影响变化有限,并各个网络设备之间形成了壁垒。SDN技术高明,预计将引领网络变革潮流,但目前仍处于革命期,得到广大数据中心的认可,并实施还有相当长的路要走。

当然,对于SDN和NFV都面临着一些相同的挑战与问题。首先就是可靠性的问题。数据中心的可靠性要求达到五个9,即99.999%,虚拟化核心网络设备基于通用服务器,可靠性要低于专用的高性能网络设备。其次是转发芯片性能问题。现有转发芯片对软件和虚拟化技术支持的不足,甚至支持SDN技术的芯片少之又少,这就阻碍了网络软件技术的进步,这些软件技术最终还是要靠硬件来实现流量的转发,所以转发芯片需要完成支持这些软件技术。全世界能够提供网络芯片的也没有几家企业,他们本身还担心SDN/NFV技术的普及而大大吞噬他们企业的利润,所以他们从心里不愿意推动SDN/NFV技术的发展。最后就是标准问题,在网络技术学界里还无法形成统一的标准,SDN还有个OpenFlow协议(实际上,各家网络厂商也对OpenFlow有不同的理解与技术实现,都叫OpenFlow技术,但各家具体实现上都有很大差异,根本无法实现互通),而NFV连一个统一的标准都没有,完全是私有的实现,也就是根本无法支持不同厂家的设备之间虚拟化,这些困难阻碍了SDN技术走进数据中心,虽然数据中心已经开始接受NFV技术,并得到广泛应用,但实际上给数据中心带来的并不是实质性的变革,真正能够给数据中心带来变革的只能是SDN。

我们仔细讨论了SDN和NFV技术的关系,这两种技术都给数据中心网络带来了活力与生机,使得数据中心能够适应云计算、大数据新技术的部署。两种技术虽然有着完全不同的设计理念,但是却有着很强的互补性,可以在一个数据中心同时存在。在实际应用中,应该时时跟踪两种技术的发展动态,现在的技术发展很快,结合自己数据中心发展的特点,因地制宜地引入两种技术,利用两种技术各自的优势为自己的数据中心建设添砖加瓦。

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