SDN與NFV技術(shù)在云數(shù)據(jù)中心的規(guī)模應(yīng)用分析

周偉平

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SDN與NFV技術(shù)在云數(shù)據(jù)中心的規(guī)模應(yīng)用分析

周偉平

上海錦寶信息技術(shù)有限公司，上海 200216

隨著云計(jì)算與移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的興起．用戶的業(yè)務(wù)需求呈現(xiàn)出多樣化、靈活化、不確定性等特點(diǎn)，目前封閉的網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)已經(jīng)不能滿足實(shí)際應(yīng)用的需求．面臨著越來(lái)越多的問(wèn)題和挑戰(zhàn)。SDN，NFV作為一種革命性的新技術(shù)必將對(duì)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)帶來(lái)舉足輕重的影響。云網(wǎng)融合已經(jīng)成為一種趨勢(shì)。無(wú)論對(duì)運(yùn)營(yíng)商還是互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)而言，誰(shuí)能率先實(shí)現(xiàn)云計(jì)算與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的深度融合，誰(shuí)就能夠在“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代贏得先機(jī)。取得領(lǐng)導(dǎo)地位。

SDNNFV云數(shù)據(jù)中心虛擬私有云業(yè)務(wù)鏈

在當(dāng)前社會(huì)發(fā)展中，云數(shù)據(jù)技術(shù)已經(jīng)越來(lái)越普遍，這種云數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用在很多領(lǐng)域都表現(xiàn)出了較為理想的作用價(jià)值，尤其是隨著大數(shù)據(jù)的興起，其更是表現(xiàn)出了極強(qiáng)的作用價(jià)值。但是具體到這種云數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中來(lái)看，其對(duì)于技術(shù)手段的要求同樣也越來(lái)越高，需要從技術(shù)層面進(jìn)行不斷地優(yōu)化升級(jí)，如此才能夠使用人們不斷提升的應(yīng)用需求，尤其是對(duì)于相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)以及共享調(diào)度方面的要求來(lái)看，更是需要加強(qiáng)技術(shù)鉆研，切實(shí)提升云數(shù)據(jù)的應(yīng)用價(jià)值效果，這也是當(dāng)前需要研究的重要趨勢(shì)所在，SND技術(shù)以及NFV技術(shù)就能夠表現(xiàn)出較為理想的作用價(jià)值，值得進(jìn)行深入探討。[1]

1 云數(shù)據(jù)中心的機(jī)會(huì)和挑戰(zhàn)

隨著當(dāng)前云數(shù)據(jù)中心的逐步發(fā)展和普及，其作用效果也越來(lái)越突出，并且相應(yīng)的業(yè)務(wù)也發(fā)生了翻天覆地的變化，進(jìn)而也就促使云數(shù)據(jù)中心面臨著較為突出的機(jī)會(huì)以及挑戰(zhàn)，需要著眼于云數(shù)據(jù)中心相關(guān)技術(shù)手段的各個(gè)方面進(jìn)行重點(diǎn)探索，逐步提升其優(yōu)化創(chuàng)新水平，尤其是對(duì)于計(jì)算技術(shù)、存儲(chǔ)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)資源相關(guān)技術(shù)手段，更是需要進(jìn)行重點(diǎn)研究，如此才能夠促使云數(shù)據(jù)中心得到更為有效的應(yīng)用。結(jié)合這種云數(shù)據(jù)中心的發(fā)展機(jī)會(huì)和挑戰(zhàn)來(lái)看，相應(yīng)的SDN和NFV技術(shù)也就值得引起高度重視，恰當(dāng)運(yùn)用這種SDN和NFV技術(shù)能夠有效提升云數(shù)據(jù)中心的集成化和虛擬化效果，進(jìn)而也就能夠充分提升網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用價(jià)值。[2]

SDN主要就是指一種新型的體系架構(gòu)，其能夠?qū)崿F(xiàn)較為理想的集中控制效果，并且具備著理想的網(wǎng)絡(luò)開(kāi)放性特點(diǎn)，其最為基本的功能在于能夠進(jìn)行信息的轉(zhuǎn)發(fā)分離和集中控制，如此也就能夠提升資源利用效率，對(duì)于整個(gè)云數(shù)據(jù)應(yīng)用效率的提升極為必要。NFV技術(shù)則主要是應(yīng)用虛擬化技術(shù)進(jìn)行傳統(tǒng)模式的更新優(yōu)化，尤其是對(duì)于電信網(wǎng)絡(luò)功能的優(yōu)化提升較為明顯，進(jìn)而也就能夠最終提升整個(gè)設(shè)備及其系統(tǒng)的維護(hù)和管理效率水平。

針對(duì)云數(shù)據(jù)中心的發(fā)展推進(jìn)來(lái)說(shuō)，SDN和NFV技術(shù)主要就是著眼于網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化，促使網(wǎng)絡(luò)連接功能更為優(yōu)化，NFV提供網(wǎng)元功能，SDN提供網(wǎng)絡(luò)連接，進(jìn)而也就能夠較好提升其網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用價(jià)值效果，兩者之間既存在著一定的獨(dú)立性，又存在著明顯的關(guān)聯(lián)性，進(jìn)而也就能夠發(fā)揮出最為理想的作用價(jià)值，值得在云數(shù)據(jù)中心中進(jìn)行優(yōu)化運(yùn)用。

2 SDN技術(shù)在云數(shù)據(jù)中心的實(shí)踐

云數(shù)據(jù)中心中對(duì)于SDN技術(shù)的應(yīng)用主要就體現(xiàn)在相應(yīng)的系統(tǒng)架構(gòu)上，這種SND的系統(tǒng)多級(jí)架構(gòu)主要包括應(yīng)用層、協(xié)同層、虛擬化平臺(tái)、控制層以及轉(zhuǎn)發(fā)層等，這些層級(jí)結(jié)構(gòu)的合理運(yùn)行才能夠最終提升其整體應(yīng)用運(yùn)行效果。

應(yīng)用層主要就是指SDN調(diào)度平臺(tái)或第三方平臺(tái)，其能夠較大程度上實(shí)現(xiàn)對(duì)于各項(xiàng)數(shù)據(jù)資源的充分調(diào)度和應(yīng)用，進(jìn)而也就能夠保障其云數(shù)據(jù)中心應(yīng)用價(jià)值的最大化。在具體的應(yīng)用過(guò)程中，其還能夠結(jié)合不同的需求進(jìn)行相應(yīng)的配置，進(jìn)而也就能夠較好提升其最終的整體作用價(jià)值效果，通過(guò)虛擬網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)等進(jìn)行優(yōu)化設(shè)置，保障其相關(guān)功能的實(shí)現(xiàn)。

協(xié)同層主要是指OpenStack虛擬化平臺(tái)，其涉及到的內(nèi)容和模塊同樣也是比較繁雜的，比如對(duì)于相關(guān)計(jì)算、鑒權(quán)以及存儲(chǔ)等功能都需要在這種協(xié)同層中得到體現(xiàn)，進(jìn)而也就能夠最大限度上提升其整體作用效果，保障相應(yīng)的整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行較為連貫可靠。

虛擬化平臺(tái)在具體應(yīng)用中也體現(xiàn)出了較為明顯的多樣化特點(diǎn)，比如VMware、Xen、Hyper-V等都可以得到較好的應(yīng)用，當(dāng)然，為了促使整個(gè)系統(tǒng)協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)，還需要針對(duì)相應(yīng)的功能模塊進(jìn)行協(xié)同調(diào)度，避免出現(xiàn)相互矛盾問(wèn)題。

控制層主要就是實(shí)現(xiàn)邏輯集中控制，尤其是對(duì)于相應(yīng)的應(yīng)用層業(yè)務(wù)，更是具備著較為理想的控制優(yōu)化布置效果，在計(jì)算、統(tǒng)計(jì)分析以及信息配置方面，其作用價(jià)值是比較明顯的。

轉(zhuǎn)發(fā)層則主要為相應(yīng)的物理網(wǎng)元，其具備理想的分組轉(zhuǎn)發(fā)效果，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)信息的有序轉(zhuǎn)發(fā)，促使其在不同的基本單元中表現(xiàn)出相匹配的作用效果。

3 云數(shù)據(jù)中心引入SDN和NFV技術(shù)關(guān)鍵問(wèn)題

通過(guò)大量的測(cè)試和實(shí)踐工作發(fā)現(xiàn)，云數(shù)據(jù)中心引入SDN和NFV技術(shù)仍然存在一些問(wèn)題和缺陷需要解決。

（1）SDN對(duì)Xen和VMware虛擬化平臺(tái)的支持需加強(qiáng)目前SDN解決方案主要支持KVM虛擬化平臺(tái)，對(duì)VMware和Xen平臺(tái)支持效果較差。其原因主要在于當(dāng)前最主流的云操作系統(tǒng)OpenStack基于開(kāi)源的KVM平臺(tái)開(kāi)發(fā)，開(kāi)放程度高，并且大量公有云系統(tǒng)基于OpenStack提供服務(wù)，業(yè)界具有豐富的部署經(jīng)驗(yàn)。但是VMware和Xen平臺(tái)在私有云領(lǐng)域部署較多，因此推動(dòng)VMware和Xen平臺(tái)進(jìn)一步開(kāi)放，推動(dòng)SDN廠商積極對(duì)接這兩個(gè)平臺(tái)是私有云引入SDN的當(dāng)務(wù)之急。

（2）SDN和NFV融合架構(gòu)不明確，NFV接口有待進(jìn)一步標(biāo)準(zhǔn)化SDN架構(gòu)按照ONF和CCSA等組織定義，分為應(yīng)用層、協(xié)同層、控制層和轉(zhuǎn)發(fā)層。NFV按照ETSI定義，具備MANO、VNF、NFVI、OMC、OSS。但是當(dāng)SDN和NFV共同部署在云中心，為用戶提供VPC+業(yè)務(wù)鏈服務(wù)時(shí)，NFVI資源如何整合，SDNAPP和NFVOrchestrator如何分工就成為了兩個(gè)架構(gòu)融合的關(guān)鍵。目前架構(gòu)和接口尚未達(dá)成一致，需要標(biāo)準(zhǔn)組織推動(dòng)研究。[3]

（3）OpenStack支持的北向接口不足，應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)先行并推動(dòng)社區(qū)支持目前OpenStack在網(wǎng)絡(luò)方面的北向接口支持不足，例如，在虛機(jī)、物理服務(wù)器混合組網(wǎng)的數(shù)據(jù)中心中，OpenStack只能對(duì)VM進(jìn)行管理，無(wú)法管理物理服務(wù)器；部分Neutron北向接口不完善，無(wú)法滿足業(yè)務(wù)需求；FWaaS的Plugin只支持單廠商，無(wú)法實(shí)現(xiàn)多廠商集成；缺少針對(duì)數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)鏈服務(wù)相關(guān)的API，如流量重定向、業(yè)務(wù)編排等。

4 結(jié)束語(yǔ)

SDN/NFV帶給業(yè)界的改變遠(yuǎn)超過(guò)技術(shù)本身，產(chǎn)業(yè)格局、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、運(yùn)維模式的改變將隨著技術(shù)的逐步落地而凸顯，需要不斷探索和實(shí)踐。

[1]趙輝，丁鳴，程青松，盧凌，孔晨晟.SDN與NFV技術(shù)在云數(shù)據(jù)中心的規(guī)模應(yīng)用[J].電信科學(xué)，2016（1）：22.

[2]顧戎，王瑞雪，李晨，黃璐.云數(shù)據(jù)中心SDN/NFV組網(wǎng)方案、測(cè)試及問(wèn)題分析[J].電信科學(xué)，2016（1）：65.

[3]李福榮.SDN技術(shù)在云IDC網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用研究[J]. 軟件導(dǎo)刊，2015（5）：23.

Application and analysis of SDN and NFV technology in cloud data center

Zhou Weiping

Shanghai Jinbao Information Technology Co.，Ltd.，Shanghai 200216

With the rise of cloud computing and mobile Internet，cloud network integration has become a trend. Regardless of the operators or Internet companies，who can take the lead in realizing the integration of cloud computing infrastructure and network depth，who will be able to win the initiative in the "Internet plus" era. Obtain leadership position.

SDN；NFV；cloud data center；virtual；private cloud；service chain

TP308

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1009-6434（2016）11-0119-02