中国移动细节:SDN网络在大型数据中心的实践

本篇文章2970字，读完约7分钟

中国移动细节:SDN网络在大型数据中心的实践 在未来的网络规划方面，中国移动提出了一个包含SDN、NFV等技术的NovoNet网络架构，并提出采用新的运营模式，提供创新服务。在NovoNet的框架下，中国移动将其命名为NovoDC，用于基于SDN技术的数据中心应用。NovoDC由中国移动的定制研发与开源项目相结合组成。本文主要对以上几个方面进行了详细介绍。 在未来的网络规划方面，中国移动提出了一个包含SDN、NFV等技术的NovoNet网络架构，并提出采用新的运营模式，提供创新服务。在NovoNet框架下，基于SDN技术的应用，中国移动将其命名为NovoDC，由中国移动的定制研发与开源项目相结合组成。本文主要对以上几个方面进行了详细介绍。

NovoNet网络架构下的DC场景

在中国移动提出NovoNet网络架构之前，谷歌已经实施了一个利用SDN技术进行流量优化的商业案例。以下NFV也被运营商视为网络架构转型的利器，因为它具有虚拟化网络元素的技术特征。然而，中国移动整合了这两种技术，形成了后来提出的NovoNet网络架构。2015年，中国移动正式发布了新网络2020愿景。中国移动将构建基于软件的虚拟化可编程网络架构，打造灵活高效的网络运营系统。它希望引入NFV和SDN等新技术，在移动网络、IP承载网络、传输网络、数据中心等领域实现各种网络实现和服务的虚拟化。

关于中国移动的NovoNet网络架构，其布局在这样一个场景下为数据中心，即NovoDC。从时间轴上看，中国移动最先认可了SDN技术，因为谷歌使用了SDN技术来提高广域网连接的利用率。2012年，中国移动开展了SDN技术研究。2013年，中国移动在NFV标准化组织内成立了运营商级SDN工作组，并建立了SDN数据中心架构。

从2014年开始，中国移动加大了对数据中心SDN的自主研发投入。随着许多开源组织的出现，中国移动已经开发了一些基于开源技术的自主产品，主要包括三个方面。一是数据中心应用层应用的开发；其次，数据中心网络创建控制器的开发是基于AERO代码的。最后，中国移动开发了乐紫燕定制交换机。然而，2015年“诺沃网白皮书”出台后，中国移动首次在国内进行了SDN系统方案的招标测试。SDN技术被引入中国移动10086公共云。中国移动基于SDN的三种场景分析了技术方案。

进入2016年，中国移动在2014年自主开发产品的基础上，结合2015年商业试点的现状，总结了SDN数据中心存在的一些问题。例如，平台不够开放。在转发设备的整体架构中，有更多的方式来运行绑定。因此，中国移动开始关注如何打开A厂商的控制器，转换A厂商的设备，并提出了端到端的解耦解决方案。该解决方案的核心是控制器接口的标准化。

SDN数据中心的四层架构和三种场景

目前，基于SDN技术的数据中心采用经典的四层架构，也被业界公认为四层架构。从上到下，有应用层(APP层，更面向用户)、云操作系统层、控制层(包括两种类型，一种是网络的控制层，即控制器，另一种是增值业务网元的VNFM控制器)、转发层(包括硬件交换机、软件交换机、SDN网关、增值业务网元和安全设备)。

基于四层架构，中国移动希望在智能应用平台上提供虚拟VPC服务和服务链功能，无论是客户还是中国移动自己的内部服务系统。VPC的企业是一个多租户企业。租户可以看到自己的独立网络。同时，这个网络也是一个可扩展的网络。中国移动可以创造多个租户。租户和租户可以根据更多的需求通过更多的。NovoDC的建设完全符合VPC/商业链的要求。

2015年，中国移动根据自身需求提出了三种SDN数据中心方案。第一个场景是虚拟化。因为中国移动携带一些虚拟机，这些虚拟机都安装在虚拟化平台上，所以在这个网络上使用虚拟交换机作为SDN转发设备的方案是最成熟的，因为它使用虚拟化来为软件带来灵活性。然而，缺点是虚拟交换机降低了服务器的性能，因此虚拟交换机的丢失将消耗CPU。在这种背景下，中国移动研究虚拟交换机在KVM开源平台下表现最佳。如果采用商业虚拟化平台，需要采用一些特定的方法，这将影响转发性能。

第二个场景是裸机服务器场景。目前，有许多应用程序可能不接受虚拟机的形式，而是希望将应用程序放在物理服务器上。因此，提出了裸机服务器的方案。它没有虚拟交换机。中国移动使用SDN硬件交换机和硬点交换机作为SDN转发设备。中国移动在2015年开始研究和测试裸机服务器，并在2016年开始大规模商业化。仅在这种形式下，就需要相应的硬件切换。例如，控制器和交换机具有各种协议，这些协议占用了硬件交换机的资源，并且实现阈值相对较高。

第三个场景是第一个场景和第二个场景的简单组合，既有虚拟化服务器，也有裸机服务器。

大规模数据中心组网研究

2016年，中国移动专注于大规模数据中心网络。随着网络数据量的增加和服务的兴起，越来越多的服务系统要求中国移动的数据中心支持数万兆的服务器。同时，需要虚拟化和裸机服务器的混合场景，并且可以划分安全域之间的增值服务网络元素。

对此，中国移动提出了两个解决方案。首先，单一网络结构(基于Openstack)。该方案只有一套控制机制，控制入口相对清晰，管理相对简单，但也存在一些问题。毕竟，Openstack的管理能力有限，这限制了网络服务器的规模。这也使得计算节点通常受限于Openstack的能力和控制器的能力。第二，中国移动引入了多织物结构。中国移动希望这种面料能够大规模复制。一个结构有一个独立的控制器Openstack，每个结构有一个控制器和Openstack，解决了控制器和操作系统之间的瓶颈。在这种情况下，中国移动需要强大的云管理平台协调能力，架构与架构之间的联网相对复杂。中国移动计划在2017年实际部署10，000万亿服务器资源池。

在技术研究过程中，中国移动根据自身需求定制了一些产品，促进了整个行业的发展。目前，中国移动自主研发的产品主要包括以下三种类型:应用平台、控制器和硬件交换机。同时介绍了控制器的北向对接APP接口和南向对应转发设备接口，以及自主研发的产品。

其中，应用平台类似于Openstack提供的功能，但包括一些虚拟机、交换机和路由器。由于Openstack没有服务链，中国移动使用APP来实现服务链的功能。其次，引入自主开发的控制器，解决了Openstack的原方案，进一步开放了南方接口，解决了厂商绑定问题。通过建立控制器的南方接口，中国移动可以与不同的商业产品接口，包括软件和硬件交换机以及网关产品。目前，它还完成了许多转发设备与控制器的对接测试。在控制器的研发中，为了满足数据中心逐步扩大的需求，中国移动重点研究控制器和集群的运行维护可靠性。

第三种产品是定制开关。在此基础上，中国移动主要根据自身需求定制可视化管理系统。因为中国移动对裸机服务器有需求，所以中国移动在定制交换机中支持VXLAN，以满足裸机服务器的需求。

最后，中国移动认为数据中心的SDN方案相对成熟。目前，中国移动专注于大规模数据中心的联网。由于采用了大规模的数据中心网络，能否不受单一制造商的约束，开放接口，并提出完全解耦方案？中国移动认为这是一个端到端的问题，需要行业合作来推动数据中心的开放。

关联读数: