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华为Shannon Lab罗敏:不同场景下的网络规划

2013年4月12日 10:41  CCTIME飞象网  

    “2013全球IPv6下一代互联网高峰会议”4月11日在北京举办。飞象网作为直播媒体将对会议做全程报道。直播内容:

    华为ShannonLab首席架构师罗敏

    非常高兴有机会跟大家共享一下我个人目前SDN对运营商网络这一块的机遇挑战和我们现状。我们华为的实验室在SDN的研发方面,最近一年取得了进步,我们把我们的成果跟大家共享一下。

    首先我觉得我们回顾一下SDN一些中心的技术思想。第一是通过抽象的技术和程式化的分层,程式化把数据平面转发以及和控制平面分开以后,使控制程序对底层依赖性基本上减少到最低。另外一个就是基于对全网的拓普状态,应用、流应用感知,来实现路由和资源最大的优化。这个基础上我们保证我们服务质量,根据应用,根据运营的特殊要求。另外支持网络的虚拟化,这是大家经常听到的。

    最大特征就是SDN应该是开放性的,基于标准、开放性的一个技术。目前而言我们就是只有南向对于交换机和控制机之间有一个(英文)协议,北向,东西向,控制机之间我们目前没有标准的协议。

    另外网络管理的自动化。最后一点我想强调一点在SDN这样一种集中控制的前提下,我们能够最有可能实现基于策略,基于智能信息感知以后的路由和资源的优化,这一点以前是做不到的。对运营商而言最大几点,SDN的价值点。

    第一是减少我们运营的成本。另外一个能够快速增加或者部署我们一些增值的业务。统一集中的管理能够帮我们减少或者是十分显著管理的复杂度,提高我们整个网络的存储,或者设备的利用率。同时把鼓掌恢复这种时间达到最低。

    对于运营商而言目前亟待解决的问题,我信息一直在增多,现在搞大数据,同时各种设备,特别是移动设备产生的信息量越来越大,对于运营商而言的话,数据越来越多,对带宽的要求越来越大,但是每一个单位的成本利润越来越小,SDN通过上述的这些特点能够给运营商带来一些新的机会。这个是(英文)的一张图,这个反映了从目前现状到未来SDN程式化以后,我们能够看到左边是各种异构不同承载体的异构网络,各自有各自的管理系统,上面有很多相互比较独立的管理和运营、策略这种系统。

    如果我们能够实现SDN比较平滑的技术迁移的话,那么我们可以实现像右边的远景。底层我们看到有一个比较抽象以后,比较集中的物体或者是抽象的虚拟网络。上面我们可以有一个控制层面,提供包括带宽、路由然后服务,然后监控,这样一些控制的应用。在这个上面北向接口,我们上面一些智能化的东西,比如说客服,我们现在与云平台集中的管理。

    一些比较典型的(英文)的用例,在数据化中心里面,网络虚拟化的前提下,实现数据中心最先的利用。以谷歌的例子大家都听说过。一个按需分配的带宽,根据全网状态、流量特征,网络的拓普集中管控调度我的带宽。另外一个就是流量工程,我怎么集中的获取流量工程里面对于流、信息、地址等利用。最后是IPv6的应用,SDN能够帮助IPv6快速的被部署在业界。刚才毕老师提到SDN帮助IPv6的作用。

    我们可以很灵活的支持多波。我们可以利用IPv6的拓展性,开发一些新应用或者服务,无须对底层的硬件转发设备做大的改动,基本上不需要做很多改动,我解析通过拓展以后的功能就可以了。

    第三个能够帮助现有IPv4和IPv6网络融合,SDN集中管控可以很容易做到这个事情。

    另外一个在(英文),在服务质量方面,SDN加上IPv6能够对流做出更加细致的定义,这个基础上对流管理做到更加精细化。我们谈了SDN五年左右的时间了,现在技术是不是成熟?答案还是没有。所以还是有很多挑战。首先要设计开发一个智能型,在某种意义上,另外意义还是分布式这样网络的管理系统或者是操作系统,本来就是一个很不容易的事情。

    第二个我的控制平面,如果我是集中控制我控制平面的高可靠高性能,然后高扩展性我怎么保证。刚才提到过我们有南向的标准协议,但是北向和东西向的接口没有标准,我们怎么样以开放性形式完成北向接口,东西向通讯信息之间的交换,这是比较典型的难题。另外我要对整个网络,对运营商而言有非常大网络的状态,我怎么样获知,我怎么样集中管理,我在我路由算法里面我怎么样把这些信息利用起来,而且我能够在短时间内做出反映,这些都是非常有挑战性的问题。

    总技术上来讲我们高吞吐率,多入径,可以多容错,多交互,这样的技术目前在实验阶段,要把SDN技术成功运用上面去,上面问题要有很好的解决。

    现在我们回顾一下能够看到SDN对运营商而言的一些项目。比如说德电,德电属于SDN急进的(英文),它们首先是像谷歌一样首先实现在云计算中心里面的SDN,提供无线接入,然后它们计划要慢慢有步骤的把它们实时的运营系统也要转向SDN的技术。另外大方面就是我讲德电和(英文),分布式架构。他们研究有一段时间了,我觉得它里面的一些思想,和一些技术的着重点,我们应该讨论一下。主要一点就是对现有网络,比如说对NPS的支持,这个里面像它们做了几件事情,第一个它们把现有的(英文)协议做了一些扩展,扩展以后能够对现有的NPS网络,骨干网技术不做大修改情况下,基本上我无缝对接上去,现在看见他们报告,这个东西运营怎么样现在不知道。控制就是通过把一个开元的(英文)系统进行修改以后,通过(英文)协议的扩展支持NPS。

    另外一个它也有(英文),基于图形化的路由流量工程这样一些展示技术。

    谷歌的思想,或者谷歌的故事大家听说个,他们的成功带来了SDN和(英文)现在的机遇。我想强调的是他们在他们数据中心,全球数据中心集成中间,他们采用集中式的流量工程。这个里面根据应用或者流的优先级,调配他们路由或者资源的利用。他们是用一个(英文),分布式的控制器来完成集中中央的管控。

    最后一点就是最近一年多,大家慢慢开始认识到SDN,或者说我们需要找一个最好的切入点,在很多地方我们认为可以用,但是什么地方用最好,慢慢大家达成共识,SDN或者(英文)可能最佳切入点在网络的边缘,这个被大多数人所接受。比如说(英文)这是一个研究协作机构,他们去年开始控制器以控制边缘为主,然后(英文)和流量工程以及集中化的VPI的控制,这个都是从边缘开始做。基于全局流量均匀负载平衡的技术,一个是关注边缘,利用对全网的技术,对全网的感知技术,来实现流的均衡分布。

    我最后其实刚刚讲了其他一些大的公司,在运营商网络这一块的工作,我最后向大家汇报一下我们实验室在SDN方面,最近面向运营商我们所做的一些工作。

    第一个我们着重点解决协议和不同设备之间互通的问题,我们提出了广义控制器的思想,我们目前可以控制OpenFlow1.0、1.2、1.3这些协议。以后我们在OpenFlow某一些信息的感知,或者是控制也是在我们计划之中。

    另外一个就是智能化的控制器集群,相对于比较大的网络而言,我用一个中央集群就可以有效管理起来,可以提供自动的负载、分配和故障恢复。

    另外一个我们需要对全网拓普,网络设备,以及网络设备的协议,是哪一种类型的设备,然后就是对流标的支持,在1.2以后是多流,多流是什么样子,我们也做了很多工作。

    另外基于业务规则和应用的策略路由。下面我举个例子说一下,最重要的一点就是我们也十分关注对IPv6、FMD等这些方面的技术支持。另外一个就是我们花了很大力气来研发基于全网拓普状态可流量特征智能的路由上,以及有效应用。这方面我们有一些成果。

    我们工作在2月份在柏林在高级网络支持中心,面向运营商网络测试里面得到充分验证。这个里面我们是唯一一家完成了OpenFlow1.2、面向运营商的一些可选功能测试唯一的厂家,我们是唯一一家能够支持1.2,其他基本上都是1.0。测试几点,比如说IPv6的多波,IPv6、MLD的(英文),我怎么样动态根据网络的流量的大小,来动态的调整我控制器的个数。然后就是基于一个混合的OpenFlow1.0、1.2,在第二层第三层做有效的数据转发这样一个机制。关于OpenFlow1.0和1.2或者1.3,OpenFlow在三月份发表的白皮书是这样说的,相对OpenFlow1.0而言,他们通过测试感觉到OpenFlow1.2更加使运营商开发多样化的更好服务。

    在做完测试以后三月底在巴黎的第二届SDN大会,以及第四、五届(英文)、(英文)大会上,有一个比较大的网络,灰色的一块就是基于SDN,旁边左上角是一个(英文),底下是IPv6,大家可以去OpenFlow白皮书里面看到全局图。这里我强调大家看到我们实验室的控制器(英文),和我们(英文)1.2的交换机,在里面做了几个重要的工作。

    第一个我们作为展示场景的核心,要完成业务信息的转换,比如说有一些厂家提供的信息是不带(英文)标签,对应的一方需要带(英文),以前需要手动配置。另外一个工作就是有一些交换机有一些限制性,为了避开那个交换机,我必须对某些流,我根据策略去配置路由。我们的控制器加上我们OpenFlow1.2的交换机,成功的实现了这几方面的工作,而且还有一个展示就是在OpenFlow1.2里面提出快速错误恢复这样一个技术,都是OpenFlow1.2可选的功能,我们也成功展示。这个展示系统实际上在一个礼拜大会上一直在运行,我们配置好之后基本上没有出任何问题,一次成功。

    最后我个人认为一个可能的路径图,我们在运营商这块利用现有的(英文)技术。最左边我们从数据中心开始,数据中心被证明可以利用SDN技术充分发挥现有设备的利用率,降低运营的成本。但是我们下一步要往下走,我觉得我们可以先按照集中中央控制,路径和资源的优化这方面,我现在可以根据时间或者时间段,来产生很多预先配置好的计划。这样我分时间段,上半年时间、下半年时间根据地域结合起来,这样配置很多的计划。到一定时候我自动切换,避免我要手动的去做很多适配的工作。

    做了这一步,主要是针对点我全网的网络规划,我有几套计划针对不同的场景。

    第二个就是当我们有多路径算法以后,我们怎么利用多路径算法实现网络资源和网络自我修复容错这样一些功能。还有一个智能的边缘,我们怎么把这个边缘能够感知对应用流,对用户,对地址的一些感知,怎么样在边缘上,在SDN的场景下,把它作为地址控制的输入。

    另外一个我们怎么样和现有骨干,NPS网络的集成。完成这些目标以后我们怎么实现快速和自动故障的恢复,当我们有了前面技术,多路径技术以后我们可以做的事情。

    再往上走的话我们东西向我们把网络扩展,扩展出去以后这种异构网络之间的预见通讯,或者跨越的集成这样的机制,这样我们可以把不同的运营商网络,在中国我们的(英文),把它集成起来,或者不同技术的网络集成起来。最后中心目标达到自动的网络管理,实时基于流量工程的路由或者资源的调度,另外就是网络的自我修复,以最小代价实现对网络的集成管理。

    下一步SDN会发生什么,大家听到了一个(英文)。我们认为SDN的技术,不管有没有(英文)都要长期存在下去,它要和现有的网络技术互补长期存在,我们关注北向东西向的API,我们必须在保持开放性的前提下做这个工作才有价值。另外我们认为对运营商而言,以后基于控制器上面的管理应用,可能成为你各种服务质量的分水岭。另外(英文)运营商我怎么样最佳的利用我带宽,接入的能力,根据流量工程的实时的角度,这样一些技术。我的报告就到这,谢谢大家!

编 辑:刘妍
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