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SDN-数据与控制分离

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发表于 2020-10-27 14:06:30 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 xgj1010 于 2020-10-27 14:06 编辑

什么是数据平面和控制平面
SDN有两个基本特征:
  • 分离数据平面和控制平面
  • 进行统一的网络行为管理
Control Plane: 控制平面在逻辑上控制转发行为。比如路由协议, 网络中间设备(middlebox: NAT, 负载均衡,firewall, IDS, etc.)
Data Plane: 数据平面负责根据控制平面的逻辑转发流量。比如IP层转发,2层交换

将数据平面和控制平面分离的优势:
1. 网络可以独立于硬件发展
传统路由交换设备的控制器、软硬件是捆绑销售,购买路由器的同时也购买了捆绑的软件包。这种做法有个明显的问题:功能更新缓慢,至少以年为周期。SDN可以快速的更新网络服务。
所谓网络服务,是指网络设备提供的功能特性。传统路由交换设备可以理解成拥有多端口的计算机,它也需要一个操作系统。以Cisco设备为例,运行着Cisco IOS (Cisco Internetwork Operating System)。

Cisco IOS提供多种特性,版本12.3之后各种特性的组合被打包成了特性集。从C2900到C6500,不同特性集会被提供给不同型号的产品,以交换机为例,默认都会加载Layer 2 Base Package, 多层交换机会加载IP Base Package, 核心层设备会加载Advanced Enterprise Services Package。
路由设备上默认加载IP Base Package, 此外还可加载加密、认证、防火墙、QoS等一系列网络服务。Cisco设备拥有产品号和IOS型号,不同型号代表着不同的软件包版本,比如同为IP Base Package,7200、7300系列路由器拥有SSH支持,但是800到3800系列就没有。7200的Advanced IP Services还服从政府对路由数据进行侦听的要求,因此7200的软件包比3800会贵上很多。
传统路由器与SDN的关系类似于车载导航仪和手机导航,二者在产品迭代和功能更新上至少有10倍的速度差距。软件层独立于硬件发展,这意味着购买路由器、交换机、middlebox等不再受功能集的约束,不再需要采购特定型号的设备。
谷歌的网络设备提供商主要为:Cisco, Juniper, Arista 三家 (GCP官方博客证实)。
Google自B4开始使用自研设备,使用廉价设备负责转发,用中心控制器负责路由,以此代替高价的特制设备, 摆脱了厂商的控制。
2.使用高层软件程序控制网络行为
利用更高阶的程序整个网络控制行为,更容易推断网络的行为,而且更容易调试和检查。在大型网络中更容易管理。
SDN vs. 域间路由
Internet由多个AS(自治系统)组成,每个AS内路由器通过Intra-domain routing protocol(域内路由协议)彼此交换路由信息(距离向量协议:RIP,EIGRP;链路状态协议:OSPFIS-IS)。自治系统边界路由器通过Interdomain routing protocol(域间路由协议)交换路由信息(BGP)
目前的域间路由是靠配置加策略来实现的。路由选择要按照选路原则一一匹配,操作员需要用有限的匹配条件来控制进出边界的流量,而且BGP还很难和别的协议合作。BGP选路原则应该是所有CCIE内心最大的恐惧,Cisco提供了13条不同优先级的选路原则。而Juniper的算法提供了15条。现在广泛使用的BGP v4还是2008IEEE上发表的。相比之下,SDN就可以直接用route controller(路由控制器)更新状态。
案例1: 边界机房维护
假设运营商想维护边界出口的机房1,在现有配置下CCIE可能需要手动调整所有邻接的OSPF权重,等待OSPF收敛(靠LSA/LSU泛洪,通告到域内所有路由器),然后在维护完成后再改回原有的权重。
SDN的做法会非常简单直观,以RCP(Routing Control Platform)为例。RCP可以直接通知入口的路由设备使用机房2作为出口。所有流量就会直接避开机房1
案例2: 动态控制流量

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发表于 2020-10-28 20:33:14 | 显示全部楼层
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