作者：閻松明 虛擬化解決方案架構(gòu)師
5G等新技術(shù)的興起，正深刻影響著通信市場，推動運營商和設(shè)備商在技術(shù)架構(gòu)、組織架構(gòu)等方面快速演進。5G環(huán)境下，用戶需求多樣化，全球網(wǎng)絡(luò)正隨著技術(shù)演進而發(fā)生變革與重構(gòu)。
5G時代，新業(yè)務對其所承載的網(wǎng)絡(luò)需求正變得越來越高，靈活、易擴展和簡單易用，成為運營商網(wǎng)絡(luò)必須具備的基本能力。5G遵循轉(zhuǎn)控分離的基本原則在5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)上體現(xiàn)為：數(shù)據(jù)面下沉、控制面集中，大量采用分布式網(wǎng)關(guān)。這需要5G分布式網(wǎng)關(guān)的硬件或軟件交換機，能夠在流量引導、優(yōu)先級處理、高可靠、低時延通信等不同需求的業(yè)務中發(fā)揮重要作用。
因此，SDN技術(shù)迅速成為運營商關(guān)注的重點。該技術(shù)可基于隧道技術(shù)在物理網(wǎng)絡(luò)上虛擬出多個相互隔離的虛擬網(wǎng)絡(luò)，從而使得不同用戶之間使用獨立的網(wǎng)絡(luò)資源切片，提高網(wǎng)絡(luò)資源利用率，實現(xiàn)彈性的網(wǎng)絡(luò)。同時，它還能使云網(wǎng)融合，網(wǎng)絡(luò)的配置完全融合到業(yè)務的動態(tài)配置中去，完成網(wǎng)隨云動，網(wǎng)絡(luò)隨遷，最終為企業(yè)帶來收益。
正是因為SDN擁有如此多的優(yōu)勢，各大廠商紛紛推出了自己的SDN方案，其中以開源社區(qū)的OpenFlow方案和以思科、juniper等硬件廠商為代表的EVPN方案逐漸成為市場的主流。
OpenFlow方案
以O(shè)penFlow為代表的集中控制方案，通過SDN控制器完全控制，又叫強控。OpenFlow方案主要由OpenFlow交換機、SDN Controller二部分組成。OpenFlow交換機進行數(shù)據(jù)層的轉(zhuǎn)發(fā)；Controller對網(wǎng)絡(luò)進行集中控制，實現(xiàn)控制層的功能。
OpenFlow網(wǎng)絡(luò)中轉(zhuǎn)發(fā)層面的核心是由各種支持OpenFlow的軟件和硬件的交換機組成，負責數(shù)據(jù)報文的轉(zhuǎn)發(fā)。每一個支持OpenFlow的軟件或硬件交換機都擁有一個FlowTable（流表），交換機本身只按照流表的內(nèi)容對數(shù)據(jù)報文進行轉(zhuǎn)發(fā)。而SDN Controller負責實現(xiàn)FlowTable的生成、維護和下發(fā)。OpenFlow規(guī)范定義了從L2~L4在內(nèi)的十余種關(guān)鍵字，并且FlowTable中的每個關(guān)鍵字都可以通配。在具體的網(wǎng)絡(luò)中用哪種匹配規(guī)則，則由不同的使用場景決定，比如在一個純二層的組網(wǎng)環(huán)境下，只需要二層的匹配字段就可以，其它字段可以采用通配。
與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)包處理流程相比，傳統(tǒng)交換機對于流向是人為通過配置指定的，沒有數(shù)據(jù)流的概念，只進行數(shù)據(jù)包級別的交換和路由處理；而在OpenFlow網(wǎng)絡(luò)中，所有網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的配置下發(fā)，都統(tǒng)一由SDN Controller通過下發(fā)流表取代，決定了所有數(shù)據(jù)包流在網(wǎng)絡(luò)中傳輸路徑。整個系統(tǒng)如下圖所示。
圖1：OpenFlow 下的網(wǎng)絡(luò)拓撲
EVPN方案
以BGP EVPN為代表的松散控制方案，通過網(wǎng)絡(luò)設(shè)備控制面協(xié)議自學習，又叫弱控。
EVPN（以太網(wǎng)虛擬專用網(wǎng)絡(luò)）是多協(xié)議地址映射標準，使用BGP作為路由協(xié)議，再結(jié)合EVPN，就可以為VXLAN帶來完整的控制平面。其思路和集中式的通過OpenFlow方式下發(fā)流表不同，基于原有的VXLAN實現(xiàn)方案沒有控制平面，通過數(shù)據(jù)平面的流量泛洪進行VTEP發(fā)現(xiàn)和MAC地址學習導致泛紅的問題。VXLAN引入了EVPN作為控制平面來解決原有的泛洪問題，通過在各個VTEP之間交換BGP EVPN路由信息實現(xiàn)VTEP的自動發(fā)現(xiàn)、主機信息相互通告等特性來解決之前的泛洪問題。
EVPN繼承了MP-BGP和VXLAN 兩者的優(yōu)勢，通常采用GW-Spine-Leaf的分層架構(gòu)。Leaf層的設(shè)備作為VTEP對報文進行EVPN相關(guān)處理；Spine層為核心設(shè)備，根據(jù)報文的目的地址轉(zhuǎn)發(fā)報文；GW作為網(wǎng)關(guān)設(shè)備，負責南北向出DC流量的轉(zhuǎn)發(fā)與VXLAN隧道的封裝解封裝。
有了EVPN技術(shù)作為VXLAN網(wǎng)絡(luò)的控制層，數(shù)據(jù)層面就變得簡單許多，數(shù)據(jù)平面EVPN通過BGP通告本地學到的信息，對端根據(jù)BGP收到的路由，將信息下到遠端VXLAN隧道上，形成單播表項。報文轉(zhuǎn)發(fā)通過查找本地VTEP 表項找到目標的VTEP，再通過VXLAN隧道發(fā)送到目標VTEP，目標VTEP將VXLAN隧道解封裝，轉(zhuǎn)發(fā)給目的Server。可以看出，從數(shù)據(jù)層面角度來看，EVPN只負責VXLAN的控制層面，也就是轉(zhuǎn)發(fā)信息的傳輸，對VXLAN數(shù)據(jù)層面沒有影響。整個系統(tǒng)如下圖所示。
圖2：EVPN下的網(wǎng)絡(luò)拓撲
表1： OpenFlow和EVPN特點對比
中興ZENIC vDC控制器 提供端到端的數(shù)據(jù)中心SDN解決方案
ZENIC vDC控制器是中興通訊推出的一款電信級的集群控制器產(chǎn)品，聚焦云數(shù)據(jù)中心的SDN需求，定位于混合Overlay（OpenFlow+EVPN）、硬件overlay（EVPN）和軟件Overlay（OpenFlow）的應用場景，可以實現(xiàn)云管理平臺與網(wǎng)絡(luò)管理平臺的融合，提供統(tǒng)一的資源規(guī)劃和部署，快速構(gòu)建新型的虛擬化數(shù)據(jù)中心，提供端到端的數(shù)據(jù)中心SDN解決方案。
基于中興通訊在數(shù)據(jù)中心建設(shè)和數(shù)據(jù)通信方面的技術(shù)積累，中興ZENIC vDC控制器提供開放、靈活的能力，可助力運營商、政企客戶構(gòu)建新型的虛擬化數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)。
