軟體定義網路

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軟體定義網路（Software Defined Network, SDN ）

　　軟體定義網路，是Emulex網路一種新型網路創新架構，是網路虛擬化的一種實現方式，其核心技術OpenFlow通過將網路設備控制面與數據面分離開來，從而實現了網路流量的靈活控制，使網路作為管道變得更加智能。

　　2006年，SDN誕生於美國GENI項目資助的斯坦福大學Clean Slate課題，斯坦福大學Nick McKeown教授為首的研究團隊提出了Openflow的概念用於校園網路的試驗創新，後續基於Openflow給網路帶來可編程的特性，SDN的概念應運而生。Clean Slate項目的最終目的是要重新發明英特網，旨在改變設計已略顯不合時宜，且難以進化發展的現有網路基礎架構。

　　2007年，斯坦福大學的學生Martin Casado 領導了一個關於網路安全與管理的項目Ethane，該項目試圖通過一個集中式的控制器，讓網路管理員可以方便地定義基於網路流的安全控制策略，並將這些安全策略應用到各種網路設備中，從而實現對整個網路通訊的安全控制。

　　2008年，基於Ethane 及其前續項目Sane的啟發， Nick McKeown 教授等人提出了OpenFlow 的概念，並於當年在ACM SIGCOMM 發表了題為《OpenFlow: Enabling Innovation in Campus Networks》的論文，首次詳細地介紹了OpenFlow 的概念。該篇論文除了闡述OpenFlow 的工作原理外，還列舉了OpenFlow 幾大應用場景。

　　基於OpenFlow 為網路帶來的可編程的特性，Nick McKeown教授和他的團隊進一步提出了SDN（Software Defined Network，軟體定義網路）的概念。2009年，SDN 概念入圍Technology Review年度十大前沿技術，自此獲得了學術界和工業界的廣泛認可和大力支持。

　　2009年12月，OpenFlow規範發佈了具有里程碑意義的可用於商業化產品的1.0版本。如OpenFlow在Wireshark抓包分析工具上的支持插件、OpenFlow的調試工具（liboftrace ）、OpenFlow虛擬計算機模擬（OpenFlowVMS）等也已日趨成熟。OpenFlow規範已經經歷了1.1、1.2以及1.3等版本。OpenFlow 1.4標準已經在ONF內部審閱，預計2013年8月初將獲得批准發佈。

　　2011年3月，在Nick Mckeown教授等人的推動下，開放網路基金會ONF成立，主要致力於推動SDN架構、技術的規範和發展工作。ONF成員96家，其中創建該組織的核心會員有7家，分別是Google、Facebook、NTT、、Verizon、德國電信、微軟、雅虎。

　　2011年4月，美國印第安納大學、Internet2聯盟與斯坦福大學Clean Slate項目宣佈聯手開展網路開發與部署行動計劃（NDDI），旨在共同創建一個新的網路平臺與配套軟體，以革命性的新方式支持全球科學研究。NDDI利用了OpenFlow技術提供的“軟體定義網路（SDN）”功能，並將提供一個可創建多個虛擬網路的通用基礎設施，允許網路研究人員應用新的網際網路協議與架構進行測試與實驗，同時幫助領域科學家通過全球合作促進研究。

　　2011年12月，第一屆開放網路峰會（Open Networking Summit）在北京召開，此次峰會邀請了國內外在SDN方面先行的企業介紹其在SDN方面的成功案例；同時世界頂級互聯網、通信網路與IT設備集成商公司探討瞭如何實現在全球數據中心部署基於SDN的硬體和軟體，為OpenFlow和SDN在學術界和工業界做了很好的介紹和推廣。

　　2012年4月，ONF發佈了SDN白皮書（Software Defined Networking：The New Norm for Networks） ，其中的SDN三層模型獲得了業界廣泛認同。

　　2012年SDN完成了從實驗技術向網路部署的重大跨越：覆蓋美國上百所高校的INTERNET2部署SDN；德國電信等運營商開始開發和部署SDN；成功推出SDN商用產品新興的創業公司在資本市場上備受矚目，BIG switch兩輪融資超過3800萬元。

　　2012年4月，谷歌宣佈其主幹網路已經全面運行在OpenFlow上，並且通過10G網路鏈接分佈在全球各地的12個數據中心，使廣域線路的利用率從30%提升到接近飽和。從而證明瞭OpenFlow不再僅僅是停留在學術界的一個研究模型，而是已經完全具備了可以在產品環境中應用的技術成熟度。

　　2012年7月，軟體定義網路(SDN)先驅者、開源政策網路虛擬化私人控股企業Nicira以12.6億被VMware收購。 Nicira是一家顛覆數據中心的創業公司，它基於開源技術OpenFlow創建了網路虛擬平臺（NVP）。OpenFlow是Nicira聯合創始人Martin Casado在斯坦福攻讀博士學位期間創建的開源項目，Martin Casado的兩位斯坦福大學教授Nick McKeown和Scott Shenker同時也成為了Nicira的創始人。VMware的收購將Casado十幾年來所從事的技術研發全部變成了現實——把網路軟體從硬體伺服器中剝離出來，也是SDN走向市場的第一步。

　　2012年，國家“863”項目“未來網路體繫結構和創新環境” 獲得科技部批准。它是一個符合SDN思想的項目主要由清華大學牽頭負責，清華大學、中科院計算所、北郵、東南大學、北京大學等分別負責各課題，項目提出了未來網路體繫結構創新環境FINE（Future Internet innovation Environment）。基於FINE體繫結構，將支撐各種新型網路體繫結構和IPv6新協議的研究試驗。

　　2012年底，AT&T、英國電信(BT)、德國電信、Orange、義大利電信、西班牙電信公司和Verizon聯合發起成立了網路功能虛擬化產業聯盟(Network Functions Virtualisation，NFV)，旨在將SDN的理念引入電信業。由52家網路運營商、電信設備供應商、IT設備供應商以及技術供應商組建。

　　2013年4月，思科和IBM聯合微軟、Big Switch、博科、思傑、戴爾、愛立信、富士通、英特爾、瞻博網路、NEC、惠普、紅帽和VMware等發起成立了Open Daylight，與LINUX基金會合作，開發SDN控制器、南向/北向API等軟體，旨在打破大廠商對網路硬體的壟斷，驅動網路技術創新力，使網路管理更容易、更廉價。這個組織中只有SDN的供應商，沒有SDN的用戶——互聯網或者運營商。Open Daylight項目的範圍包括SDN控制器，API專有擴展等，並宣佈要推出工業級的開源SDN控制器。

　　2013年4月底，中國首個大型SDN會議——中國SDN大會在京召開，三大運營商唱起主角。中國電信主導提出在現有網路(NGN)中引入SDN的需求和架構研究，已於2014年2月成功立項S-NICE標準，“S-NICE”是在智能管道中使用SDN技術的一種智能管道應用的特定形式。 中國移動則提出了“SDN在WLAN網路上的應用”等課題。 ^[1]

　　2012中國SDN與開放網路高峰會議（第一屆）2012年12月6日：北京，中國以“未來網路的演進之路”為主題的2012中國SDN與開放網路高峰會議在北京隆重召開，本次峰會獲得國際組織ONF（開放網路基金會）的大力支持，Justin Joubine Dustzadeh博士代表ONF向大會致辭併發表主題演講，指出SDN這一顛覆性的技術將對未來網路產生革命性的影響。本次大會由下一代互聯網產業聯盟SDN與開放網路專業委員會主辦，中國通信標準化協會副理事長兼秘書長楊澤民，中關村國家自主創新示範區管委會產業處副處長徐劍，大會組委會主席天地互連總裁劉東出席了高峰會議並致辭。參加大會的還有海內外運營商、設備商及業界專家學者近500餘人，共同探討SDN、開放網路等相關熱點。會上，工業與信息化部電信研究院科技委主任蔣林濤發表了題為“互聯網技術發展的新走向”的主題演講，他指出中國面臨的最迫切問題就是如何解決下一代互聯網的問題，通過研究發現，SDN能實質性地提高網路性能，它在中國有著極大的市場潛力。與此同時，本屆峰會最大的亮點之一，國內三大運營商研究機構齊聚本次SDN與開放網路高峰會議。中國電信北京研究院副院長趙慧玲，中國移動通信研究院網路研究所所長段曉東，中國聯通研究院副總工程師唐雄燕都在會上發表了精彩的主題演講，對影響下一代互聯網基礎網路架構的SDN與網路虛擬化技術進行深入研討，期待SDN等新一代互聯網技術可以解決現有網路基礎設施進一步擴展等相關問題，同時研究SDN等技術為大型數據中心等提供更為優質的服務。

　　本屆峰會以全球視野謀劃和推動創新，深入研討SDN這一下一代互聯網關鍵技術，推動未來互聯網技術創新。在會上，浙江大學吳春明教授講解了國際SDN技術和我國創新網路技術的發展進程及研究實踐，清華大學畢軍教授描述瞭如何使用開髮網絡技術來更好地支持新的網路構架或新協議。Red hat、xNet、華為、中興、武漢綠網、盛科網路、神州數位、銳捷網路等國內外知名企業都在會上詳細講解了其基於SDN技術的最新網路設備與解決方案，部分頂級互聯網公司也在會上向與會觀眾分享了其在SDN軟體層面進行的研究與嘗試。SDN已逐漸成為ICT領域最為矚目的技術趨勢之一，未來網路的產業格局勢必將因此產生變革。作為中國首次高規格、大規模的SDN與開放網路交流盛會，2012中國SDN與開放網路高峰會議為期一天，現場除主題演講外，同時舉辦了包括NEC、愛立信等國際企業代表參與的兩場精英論壇，就各自在SDN與開放網路領域的實施進行了充分的闡述和交流。清華大學、華為、xNet、武漢綠網等企業還在現場向與會觀眾及媒體展示了成熟的基於SDN技術的產品及解決方案。在會上，中國SDN與開放網路專業委員會正式舉行了揭牌儀式，浙江大學、清華大學、天地互連、中國電信北京研究院、騰訊科技、華為、中興、神州數位、華三通信、盛科網路、武漢綠網、銳捷網路等十二家單位共同拉開了專委會的大幕。成立後的中國SDN與開放網路專業委員會將面向中國IT產業開展SDN信息與技術交流，理論與實踐相結合，研討相關技術標準的發展與演進，進一步推動未來網路技術前行。

　　2013中國SDN與開放網路高峰會議（第二屆）2013年8月29日-30日：北京，中國2013 中國SDN與開放網路高峰會議（第二屆）將於2013年8月29-30日在北京舉辦，眾多國內外運營商、廠商及業界專家學者將雲集於此，共同探討SDN、開放網路等相關主題。2013中國SDN與開放網路高峰會議由中國SDN與開放網路高峰會議組委會主辦，大會組委會由中國通信標準化協會、中國互聯網協會、開放數據中心聯盟、雲計算開放聯盟、中關村雲計算聯盟、中關村下一代互聯網產業聯盟、中國電信、清華大學等支持單位共同建立。繼2012年12月首屆大會成功於北京召開後，2013年SDN發展的驚人步伐使得此次大會繼續獲得國際國內權威機構的支持，ONF（開放網路基金會）將深度參與此次活動，執行總裁Dan Pitt將全程參與本次峰會的所有活動；眾多國內外運營商、設備廠商、互聯網公司、數據中心、雲企業及業界專家學者將雲集於此，共同探討SDN與開放網路等相關技術，並對SDN高速商業化之路進行專業分析。在2012年中，SDN從實驗室走向資本市場的步伐達到了最快：約二十家相關廠商被收購，交易金額近百億美元；涉SDN項目的風險投資公司從數量上及資本上都達到了新高。SDN以其對網路資源的高度可控性所引發工業界及學術界的熱切持續關註，商業化的順利進行為最大限度挖掘SDN市場的潛在價值提供了強力的資本支持。本次峰會話題涵蓋SDN全球發展、標準推廣應用、技術研討、應用案例與解決方案等各個方面。大會預計將有1000+人次專業觀眾參與，100+發言嘉賓，30+參展商。會議同期還將設有互通性測試、展覽、高峰對話、VIP會談等。

　　傳統IT架構中的網路，根據業務需求部署上線以後，如果業務需求發生變動，重新修改相應網路設備（路由器、交換機、防火牆）上的配置是一件非常繁瑣的事情。在互聯網/移動互聯網瞬息萬變的業務環境下，網路的高穩定與高性能還不足以滿足業務需求，靈活性和敏捷性反而更為關鍵。SDN所做的事是將網路設備上的控制權分離出來，由集中的控制器管理，無須依賴底層網路設備（路由器、交換機、防火牆），屏蔽了來自底層網路設備的差異。而控制權是完全開放的，用戶可以自定義任何想實現的網路路由和傳輸規則策略，從而更加靈活和智能。

　　進行SDN改造後，無需對網路中每個節點的路由器反覆進行配置，網路中的設備本身就是自動化連通的。只需要在使用時定義好簡單的網路規則即可。如果你不喜歡路由器自身內置的協議，可以通過編程的方式對其進行修改，以實現更好的數據交換性能。

　　假如網路中有SIP、FTP、流媒體幾種業務，網路的總帶寬是一定的，那麼如果某個時刻流媒體業務需要更多的帶寬和流量，在傳統網路中很難處理，在SDN改造後的網路中這很容易實現，SDN可以將流量整形、規整，臨時讓流媒體的“管道”更粗一些，讓流媒體的帶寬更大些，甚至關閉SIP和FTP的“管道”，待流媒體需求減少時再恢複原先的帶寬占比。

　　正是因為這種業務邏輯的開放性，使得網路作為“管道”的發展空間變為無限可能。如果未來雲計算的業務應用模型可以簡化為“雲—管—端”，那麼SDN就是 “管”這一環的重要技術支撐。