《重构网络-SDN架构与实现》阅读随笔

《重构网络-SDN架构与实现》：

SDNLAB 《重构网络-SDN架构与实现》新书有奖试读活动

资源下载

随笔

有幸拜读了李呈前辈和杨泽卫杨老师的作品《重构网络-SDN架构与实现》的前两个章节，晚辈阅读该书之后感悟和学习颇多，特此记之。由于我对章节一的印象十分深刻，所以本文主要是对章节一的小结和感想。

试读章节共有两章，第一章是“SDN重塑网络”，第二章是“SDN南向协议”，结构如下：

Ch1.SDN重塑网络

1.1 SDN是什么
1.2 为什么需要SDN
1.3 网络可编程探索之路
1.4 SDN发展历史
1.5 SDN重塑网络
1.6 本章小结

Ch2.SDN南向协议

2.1 SDN南向协议简介
2.2 狭义SDN南向协议
2.3 广义SDN南向协议
2.4 完全可编程南向协议
2.5 SDN南向协议标准之战
2.6 本章小结

章节1"SDN重塑网络"所阐述的内容从标题即可略窥一二，两位前辈对SDN是什么以及为什么需要SDN进行了详细的解读和说明，内容清晰明了。

Ch1.1 SDN是什么

Ch1.1中介绍了SDN的定义以及三大特征。

定义：

(1)ONRC: "SDN 是一种逻辑集中控制的新网络架构,其关键属性包括:数据平面和控制平面分离;控制平面和数据平面之间有统一的开放接口OpenFlow。" => 强调数控分离和集中控制等表现形式;

(2)ONF: "SDN是一种支持动态、弹性管理的新型网络体系结构,是实现高带宽、动态网络的理想架构。SDN将网络的控制平面和数据平面解耦分离,抽象了数据平面网络资源,并支持通过统一的接口对网络直接进行编程控制。" => 强调SDN对网络资源的抽象能力和可编程能力。

三大特征：

网络开放可编程
控制平面和数据平面分离
逻辑上的集中控制

及一张体系架构图：

Ch1.2 为什么需要SDN

Ch1.2中对我们为什么需要SDN进行了讨论和阐述。

文中的答案是："我们需要拥有更多可编程能力的网络, 来支持快速增长的网络业务需求。" 分别从Nick McKeown教授和Shenker教授的两个观点进行了分析。

Nick教授从计算机产业迅速发展的支撑点出发，借鉴了其思想，重新按层次划分了传统网络系统架构的功能模块，层次之间通过开放可编程的协议接口进行通信，创建了SDN体系架构；

面向计算的通用硬件底层 => 面向服务的白盒数据平面 => 一改网络尽力而为服务模式，大幅提升基础网络服务能力，支持上层自顶向下网络设计。
计算机功能的软件定义方式 => 控制层软件定义、控制整网的数据平面 => 可编程能力带来了灵活性，加速网络应用发展和创新。
OpenSource => 社区化，加速产业快速发展。

Shenker教授从现网管理复杂、协议种类繁多入手，探寻能够简化网络管理、提高网络可编程能力的途径，由繁化简。他分析了计算机软件编程的发展历程，发现建立网络抽象模型是完成这一转变的关键。而SDN控制平面、数据平面提供了网络的抽象架构，使网络从管理复杂性转向提取简单性的阶段，从而更好的满足用户的需求，简化管理和运维，智化网络。

总结下，本节内容从两个角度对我们为什么需要SDN进行了分析。第一种角度从系统功能重构的角度出发：通过三因素的支撑，形成面向服务的SDN体系结构，从而加速网络产业的发展和应用创新；第二种角度从解决现网问题的角度入手，为了将现网管理复杂性阶段转向提取简单性阶段，进行对网络抽象模型的重定义，达到封装底层网络细节，满足上层易用性需求的目的，SDN架构即是网络抽象模型的合理集合。这两个角度都有相同的特点，即是使网络拥有灵活的可编程能力，从而使网络最大化的适配上层动态业务需求。

这里再从上层的角度来看SDN，上层业务对于网络有如下要求：

网络能够满足我们业务的特定需求，比如直播要求低时延，不卡顿，会议视频要求安全性高，等等。
底层Underlay网络要易于运维、监控，容错率高，有问题能够立即反馈。
业务有动态性和实时性，对网络的灵活性有较高的要求。
etc...

SDN控制平面通过全局网络拓扑这一抽象制定相关网络策略，哪条链路过载就做LB，哪条链路故障了换冗余，要安全性走firewall，要快就调度流量，还可以通过编程的方式来灵活控制网络行为，根本不用care底层的细节；哪台机器故障了、过载了，控制层面都能够实时查看，极大的方便了网络运维和管理；白盒化的数据平面设备无条件支持上层业务逻辑和策略下发，最大化的提供支持。SDN就像一块橡皮泥，你想捏成什么样子就捏成什么样子。

在本章节中，学习和收获颇多的即是第一节和第二节，从文字中即可看出两位作者的功底及对SDN的深刻理解，awesome！

Ch1.3 网络可编程探索之路

本节内容介绍了人们对网络可编程的探索之路。

网络设备可配置 => Active Networking => 为获取可编程能力，需要将网络设备中的数据平面和控制平面分离开 => ForCES(数控平面分离先行者) => RCP => 4D(SDN雏形) => SANE, Ethane => OpenFlow的诞生，SDN的正式提出 => SDN控制器，高度抽象的网络模型，提供更加高级的可编程能力 => NPL, 数据平面可编程, 白盒化通用数据平面网络设备, such as P4 => ...

(Figure: The Road to SDN[1])

Ch1.4 SDN发展历史

介绍了SDN的发展历史。

SDN前期大事记：

SDN中期大事记：

SDN大事记：

Ch1.5 & Ch1.6

传统网络已然是十分成功，但是随着万物移云，云计算、大数据、IoT等新兴IT技术的兴起和发展给目前的网络带来了许多无法解决的问题和挑战，传统网络体系结构已十分臃肿，需要做出架构的改变。

SDN下一代网络体系架构，主张从当前应用需求来定义网络，使网络服务、适配于业务；从目前的发展趋势来看，SDN必将成为网络的变革浪潮。

感想

先说结论：《重构网络-SDN构架与实现》这本书无疑是一本好书。这并不是吹捧或是浮夸，接触SDN一年以来，此书能够让我静下心回想起SDN的根源，在阅读的同时无形中加深了对SDN的理解和感悟，当看到"为什么需要SDN"这一章节的时候，作者们的两个角度让晚辈有醍醐灌顶的感觉。从全文的结构来看，本书覆盖SDN的各个方面和角落，既有深度又有广度，不可多得！在SDN的学习之路上有此书指引，实乃晚辈之幸！

参考文献：

[1]Nick Feamster, Jennifer Rexford, Ellen Zegura, The Road to SDN, ACM SIGCOMM Computer Communication Review, Volume 44, Number 2, April 2014, pages 87-98.