最近一段時(shí)間，很少有人提到OpenDaylight這個(gè)字眼。畢竟多年以來一直使用并管理網(wǎng)絡(luò)方案的工作人員，很少會(huì)看到關(guān)于OpenDaylight相關(guān)的新聞，因此對(duì)其并不十分了解。

不過這一狀況將在未來十二到十八個(gè)月之內(nèi)發(fā)生徹底變化，到那時(shí)幾乎不可避開OpenDaylight的話題。本文將探討OpenDaylight到底是什么、重要程度如何以及由其延伸出的廣泛概念。

隨著軟件定義網(wǎng)絡(luò)這一全新事物的興起，OpenDaylight幾乎已經(jīng)成為該趨勢(shì)下最為重要的技術(shù)項(xiàng)目。其目的非常簡單：利用一套開源框架打開網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施這扇封閉的大門，旨在鼓勵(lì)業(yè)界組織更為廣泛的開發(fā)工作，同時(shí)確保成果能夠作用于任何一家供應(yīng)商的產(chǎn)品、從而幫助開發(fā)人員賺取豐厚回報(bào)。

OpenDaylight架構(gòu)

從傳統(tǒng)角度看，網(wǎng)絡(luò)一直位于服務(wù)器及應(yīng)用程序之下的底層位置。隨著虛擬化平臺(tái)在復(fù)雜性與先進(jìn)性方面的快速發(fā)展，我們開始在新層級(jí)中看到內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)功能的身影。

這種新特性給我們帶來諸多便利，例如保存同一物理設(shè)備中不同虛擬機(jī)環(huán)境之間的數(shù)據(jù)流量元素——這一切都將在同一套服務(wù)器硬件中完成。最近，甚至能夠借助一些新技術(shù)實(shí)現(xiàn)更為精妙的操作效果，例如在三層網(wǎng)絡(luò)之上模擬二層網(wǎng)絡(luò)。

目前后者的實(shí)現(xiàn)需要利用創(chuàng)造性代碼，但其具體效果已經(jīng)能夠與底層網(wǎng)絡(luò)層相媲美。不過，如果高層與網(wǎng)絡(luò)層之間存在關(guān)聯(lián)，我們又該怎么辦?

如果有一套機(jī)制能夠指導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)層正確處理即將被注入的流量，并充分利用網(wǎng)絡(luò)層的資源而不再將其單純視為限制，結(jié)果會(huì)如何?這就是OpenDaylight想帶給我們的效果，而其實(shí)際表現(xiàn)也確實(shí)能夠令人滿意。

龜兔賽跑 熟快熟慢?

不過SDN還面臨著這樣一個(gè)固有難題——這同時(shí)也成為OpenDaylight發(fā)展道路上的致命障礙。簡單來說，硬件速度快、軟件速度慢，而速度對(duì)于網(wǎng)絡(luò)方案來說無疑至關(guān)重要。

1996年，某些公司剛剛開發(fā)出F1200線速路由器，這筆交易數(shù)額龐大。當(dāng)時(shí)，幾乎所有的三層路由還需要由專用軟件來實(shí)現(xiàn)，因此速度相對(duì)緩慢。而F1200則利用ASIC(即專用應(yīng)用程序集成電路)實(shí)現(xiàn)同樣的功能，同時(shí)將速度提高了一個(gè)量級(jí)。

不過現(xiàn)在，將網(wǎng)絡(luò)功能剝離硬件并將其重新放回軟件當(dāng)中。不僅如此，而且還將利用虛擬化堆棧中的虛擬機(jī)瓜分標(biāo)準(zhǔn)化PC處理器。從速度的角度出發(fā)，這難道不是一種倒退么?

答案顯然是否定的，CloudFounders公司CTO Kurt Glazemakers表示，“總體來說，軟件的速度當(dāng)然無法與專用硬件相比肩，不過軟件的發(fā)布方式能夠大大降低解決方案成本。”

他指出，“事實(shí)上，在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中負(fù)責(zé)處理ACL(訪問控制列表)的大型硬件解決方案在執(zhí)行效率方面很可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于分布式軟件方案，原因是后者能夠?qū)CL任務(wù)拆分并交付至網(wǎng)絡(luò)中的多套虛擬機(jī)中完成。”

“另外，CPU每年的性能增幅始終保持在20%到25%之間，而每兩年則會(huì)接近翻倍。相比之下，每套虛擬機(jī)系統(tǒng)所需要的網(wǎng)絡(luò)處理性能則遠(yuǎn)達(dá)不到這么高的增長速度。”

瞻博公司服務(wù)歐洲、中東及非洲地區(qū)服務(wù)供應(yīng)商營銷主管David Noguer Bau坦言，我們無法簡單把所有任務(wù)丟給軟件處理。他說，“將控制層與轉(zhuǎn)發(fā)層相隔離的作法允許用戶將控制層中的特定部分集中起來，從而保證網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營得到顯著簡化、新服務(wù)部署速度大大加快、虛擬機(jī)與網(wǎng)絡(luò)之間的協(xié)作也更為順暢。”

他解釋道，“不過仍需要線速路由硬件提供更出色的數(shù)據(jù)包傳輸速度。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備將作為完成工作的肌肉，而對(duì)控制層集中化管理則相當(dāng)于拓展了大腦的指揮功能。”

ExtraHop 公司CEO Jesse Rothstein坦言，將網(wǎng)絡(luò)功能從網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中剝離出去確實(shí)會(huì)引發(fā)一些問題。他講到，“將二層/三層交換及路由功能轉(zhuǎn)移到軟件之中在如今的服務(wù)器級(jí)硬件上完全可行，但最重要的問題是，這將帶來怎樣的運(yùn)營成本?高速數(shù)據(jù)包處理對(duì)于通用型處理器來說資源占用嚴(yán)重，而且CPU本身還屬于共享式資源。CPU在處理中斷或忙等待等狀況時(shí)會(huì)消耗大量時(shí)間，導(dǎo)致無法同時(shí)執(zhí)行其它任務(wù)。”

如何規(guī)避網(wǎng)絡(luò)瓶頸?

Rothstein指出，“通常速度較慢的環(huán)節(jié)只有在被經(jīng)常性使用時(shí)才會(huì)嚴(yán)重影響其性能表現(xiàn)，單就新近興起的項(xiàng)目來看，OpenFlow控制器很可能成為潛在的瓶頸。一旦網(wǎng)絡(luò)流量中包含大量存在時(shí)間較短的數(shù)據(jù)流，或者所有單一數(shù)據(jù)流都要求控制器的介入，那么性能就會(huì)暴露出問題，”

他表示，“不過，如果OpenFlow控制器只需要偶爾介入干預(yù)，那么對(duì)性能的影響將被壓縮到最低程度。事實(shí)上，這樣的設(shè)計(jì)在采用主機(jī)處理器的現(xiàn)代以太網(wǎng)交換機(jī)當(dāng)中已經(jīng)相當(dāng)普遍。”

博科公司歐洲、中東與非洲地區(qū)高級(jí)產(chǎn)品經(jīng)理Nick Williams也提出了類似的意見，并指出將抽象化軟件引入傳輸當(dāng)中的現(xiàn)有數(shù)據(jù)流會(huì)降低其實(shí)際運(yùn)行速度。并提出這樣的問題，“您打算以實(shí)時(shí)方式在網(wǎng)絡(luò)層中對(duì)轉(zhuǎn)發(fā)表做出多大程度的編程化修改?這些修改又將以怎樣的頻率影響傳輸中的流量?”

如果以非實(shí)時(shí)方式對(duì)數(shù)據(jù)流列表進(jìn)行修改，那么即使采用自動(dòng)化/編程化機(jī)制，他認(rèn)為在變更發(fā)生之后，流程的傳輸速度仍將保持與原先硬件處理相一致的水平。

OpenFlow時(shí)代來臨

總體來說，前面提到的幾家供應(yīng)商紛紛表示，出色的靈活性能夠大大抵消軟件定義機(jī)制所帶來的負(fù)面速度影響。

Rothstein專門提到了OpenFlow，因?yàn)镺penFlow很可能成為SDN中的重要組成部分。而OpenDaylight項(xiàng)目的作用在于為SDN制定一套通用型框架，相比之下OpenFlow則僅僅算是獲得支持的專項(xiàng)協(xié)議。

OpenFlow自2011年初誕生以來，它已經(jīng)通過入住授權(quán)協(xié)議而確立自身在軟件定義領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)地位，同時(shí)獲得了眾多大型技術(shù)供應(yīng)商的支持——其中包括博科、瞻博、思科、Extreme、IBM以及惠普等。

對(duì)于網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)商來說，OpenFlow方案便于實(shí)施的特性頗具吸引力。Rothstein指出，“OpenFlow協(xié)議從本質(zhì)上說就是一款用于訪問以太網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)表的API(Application Programming Interface,應(yīng)用程序編程接口)，作用是在數(shù)據(jù)層中對(duì)控制層進(jìn)行解耦處理。”

也就是說，虛擬層能夠以動(dòng)態(tài)方式重新配置LAN，從而在無需對(duì)設(shè)置進(jìn)行手動(dòng)調(diào)整或者涉及封閉式網(wǎng)絡(luò)層限制的前提下使LAN按預(yù)定方式運(yùn)行，這正是SDN最重要的特性。

OpenDaylight核心實(shí)質(zhì)

為了保證大家確切理解OpenDaylight框架的工作方式，首先對(duì)目前市場上的同類知名產(chǎn)品進(jìn)行歸納與對(duì)比。

如果大家熟悉微軟的軟件架構(gòu)，那么對(duì).NET框架一定不會(huì)感到陌生。微軟架構(gòu)中還存在大量與底層操作系統(tǒng)相對(duì)接的關(guān)聯(lián)機(jī)制;為了保證應(yīng)用程序的正常運(yùn)行，開發(fā)人員還需要將應(yīng)用與底層系統(tǒng)加以關(guān)聯(lián)。而SDN的作用是讓開發(fā)人員無需編寫復(fù)雜的代碼即可實(shí)現(xiàn)既定目標(biāo)。

OpenDaylight 框架的作用機(jī)制與之類似。它位于高層應(yīng)用程序與低層網(wǎng)絡(luò)之間;高層中的應(yīng)用程序(例如虛擬機(jī)管理程序)向框架發(fā)出調(diào)用指令，框架再利用復(fù)雜的接口與底層網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行協(xié)調(diào)。與此同時(shí)，該框架所提供的關(guān)聯(lián)機(jī)制還允許應(yīng)用程序使用與基礎(chǔ)設(shè)施相關(guān)的功能，例如監(jiān)控、管理以及入侵防御等等。

OpenDaylight能否拯救網(wǎng)絡(luò)工程師?

既然已經(jīng)能夠利用一套新技術(shù)將高層直接與底層相交互，甚至無需進(jìn)行重新配置，這是否意味著OpenDaylight與SDN將最終淘汰掉網(wǎng)絡(luò)工程師這一職位、從而讓服務(wù)器管理員接管一切?

Glazemakers認(rèn)為這場變革的影響范圍將席卷整個(gè)行業(yè)而不只是網(wǎng)絡(luò)工程師。他預(yù)計(jì)，“隨著軟件開始接手越來越多核心功能，存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)以及計(jì)算等傳統(tǒng)概念劃分將逐漸瓦解。”

相比之下，Noguer Bau則認(rèn)為網(wǎng)絡(luò)工程師這一角色將繼續(xù)存在，但其具體形式與之前相比將更偏重于協(xié)作。他解釋道，“網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)器管理員已經(jīng)在云計(jì)算部門當(dāng)中開始緊密合作。不過，如果企業(yè)需要繼續(xù)在SDN的世界中明確定義員工的角色定位與職責(zé)劃分，那么服務(wù)器專業(yè)人士與網(wǎng)絡(luò)專業(yè)人士的頭銜仍將存在。瞻博的SDN方案就允許用戶在兩者之間做出界定。”

OpenDaylight發(fā)展前景

OpenDaylight最終能否成長為一款成熟且廣泛普及的框架?或者說它終將在Betamax、100VG-AnyLAN以及ATM網(wǎng)絡(luò)等其它杰作的圍攻下至死?作為OpenDaylight率先進(jìn)軍的領(lǐng)地，這一市場未來又將發(fā)生怎樣的演變?

Glazemakers認(rèn)為，從宏觀角度看SDN仍將繼續(xù)增長。他斷言，“我認(rèn)為SDN將受到私有云解決方案、虛擬化技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)服務(wù)供應(yīng)商新型先進(jìn)產(chǎn)品的有力推動(dòng)，但它最為廣闊的發(fā)展空間仍在企業(yè)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域。”

Noguer Bau認(rèn)為云計(jì)算將成為軟件定義網(wǎng)絡(luò)的主要戰(zhàn)場。他表示，“盡管媒體融合趨勢(shì)明顯，但SDN的發(fā)展勢(shì)頭依然強(qiáng)勁。在未來十二個(gè)月中，將有越來越多控制器方案投放市場。其中一部分仍處于實(shí)驗(yàn)性階段，但另一部分些則具備在云計(jì)算環(huán)境下解決實(shí)際問題的能力。”

Williams認(rèn)同軟件定義概念仍

處于起步階段。他總結(jié)道，“技術(shù)人員需要努力了解相關(guān)用例的運(yùn)作機(jī)制以及部署方式，在SDN的幫助下，所有制造廠商都將迎來同樣的努力方向，即支持來自O(shè)penFlow當(dāng)中的每一項(xiàng)功能。”

Rothstein 認(rèn)為SDN的概念仍處于拓展當(dāng)中，當(dāng)前所表現(xiàn)出的只是其面貌的一小部分。他解釋道，“我覺得SDN的定義仍處于演變之中。幾年之前，SDN還常常被單純與 OpenFlow聯(lián)系起來。時(shí)至今日，SDN已經(jīng)被視為一種更智能、更具動(dòng)態(tài)特性的網(wǎng)絡(luò)體系，其配置與邏輯實(shí)體關(guān)系密切、而不再被牢牢束縛在物理實(shí)體身上。隨著越來越多供應(yīng)商的參與，其定義將進(jìn)一步擴(kuò)展，因此我們很難以量化方式評(píng)估其發(fā)展前景。”

充滿活力的OpenDaylight

簡而言之，SDN的實(shí)用性極為出色、我們很難想象這樣的機(jī)制無法茁壯成長并最終贏得巨大的立足空間。盡管這一概念仍然略顯稚嫩，但它已經(jīng)突破思維領(lǐng)域、開始向?qū)嶋H部署邁進(jìn)，這要?dú)w功于OpenFlow的杰出貢獻(xiàn)。

SDN的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)在過去幾年中確立下來，眾多供應(yīng)商則以此為基礎(chǔ)為其提供優(yōu)秀的技術(shù)支持方案。當(dāng)然，最后也是最重要的一點(diǎn)在于，這樣的概念只有在供應(yīng)商買賬的情況下才可能真正取得成功。畢竟如果網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品制造商不放開系統(tǒng)，SDN根本無法與網(wǎng)絡(luò)層進(jìn)行對(duì)接。

OpenDaylight已經(jīng)在SDN相關(guān)開發(fā)工作中確立了穩(wěn)固地位。其首個(gè)發(fā)行版本將于今年12月9日正式推出，并計(jì)劃同時(shí)搭配多種功能性組件。這種相對(duì)超前的時(shí)間規(guī)劃保證了OpenDaylight能夠及時(shí)趕上這一波發(fā)展潮流。

接下來，我們可以期待更多與之相關(guān)的信息，而很多技術(shù)人員已經(jīng)對(duì)這套便利的新方案躍躍欲試。當(dāng)然，或許也不能避免一些技術(shù)人員對(duì)此產(chǎn)生質(zhì)疑。