SDN软件定义网络 ,VXLAN,NFVX网络功能虚拟化

SDN  

   SDN（soft ware defined network）软件定义网络。

        基于OpenFlow技术实现网络的可编程能力，使网络像软件一样灵活编程，SDN技术应运而生。

    主要三个特性：

                               转分离控

                               集中控制

                                开放接口

SDN控制器既不是网管，也不是规划工具。

   网关没有实现转控分离。

  规划工具的目的和控制器不同。

SDN网络体系架构

          SDN是对传统网络架构的一次重构，由原来的分布式控制的网络架构重构为集中网络架构。

           SDN网络体系结构的三层模型

              

协同应用层                  app               api接口

控制层                 SDN控制器                 OpenFlow协议

转发层                      转发器

SDN架构下的接口

    NBI（north bound interface）北向接口（restful 、 netconf）

    SBI（south bound interface）南向接口（OpenFlow 、BGP、PCEP)

东西向协议为SDN控制器跨域互联及分层部署提供了接口。

SDN基本工作原理

    网元资源信息收集。

               转发器注册信息

               上报资源过程

               MPLS标签信息

              VLAN资源信息

                接口资源信息等

   拓扑信息搜集

              节点对象，接口对象，链路对象（LLDP/IGP/BGP-LS).

     SDN网络内部交换路由的生成。

          SDN的价值

sdn的可编程性和开放性，使得我们可以快速开发新的网络业务和加速网络创新。

sdn的网络架构简化了网络，消除了很多ietf的协议。

基于sdn架构，网络设备白牌化。

业务自动化，sdn网络架构下。

网络路径流量优化。

传统网络向sdn的演进方式

1，仅交换网sdn化

2，仅业务sdn化

传统网络的局限性

 流量路径的灵活调整能力不足，网络协议实现复杂，运维难道较大，网络新业务升级速度较慢。

vxlan

数据中心的基本概念及特点

DC（data center）

企业IT系统的核心

海量数据运算，交换，存储的中心

关键信息业务应用的计算环境

集中管控各种数据，应用程序，物理或虚拟设备的环境。

数据中心四大焦点：可靠 灵活 绿色 高效

传统数据中心网络面临的挑战

计算节点延迟需求

虚拟化技术大量应用

网络和业务维护自动化需求

应运而生vxlan 数据中心大二层互联

vxlan，nvgre等overlay技术都是通过将mac封装在ip之上，实现对物理网络的屏蔽，解决了物理网络vlan数量限制，接入交换机mac表资源有限等问题，同时通过提供统一的逻辑网络管理工具，更方便地实现虚拟机在进行迁移时网络策略跟随的问题，大大降低了虚拟化对网络的依赖，成为了目前网络虚拟化的主要发展方向。

vxlan技术特点

  位置无关性，业务可任意位置灵活部署，缓解了服务器虚拟化后相关的网络扩展问题

  可扩展性，在传统网络架构上规划新的overlay网络，部署方便，同时避免了大二层的广播风暴问题，可扩展性极强。

部署简单， 由可靠sdn controller完成控制面的配置和管理，避免了大规模的分布式部署，同时集中部署模式可加速网络和安全基础架构的配置，提高可扩展性。

适合云业务，可实现千万级别的租户间隔离，有力支持了云业务的大规模部署。

技术优势，vxlan利用了现有通用的udp进行传输，成熟性极高。

nve是服务器虚拟化层的一个功能模块，虚拟机通过虚拟化软件直接建立vtep隧道，

nve也可以是一台支持vxlan的接入交换机集中为多租户提供vxlan网关服务

vxlan网关可以实现不同vxlan下租户间通信，也能实现vxlan用户与非vxlan用户间通信，这和vlanif接口的功能是类似的。

nvo3标准

vni 虚拟网络实例，可以为l2，l3网络，一个租户可以对应一个或多个vni。

vnid 虚拟网络id

nve 虚拟网络边缘，可以位于物理网络边缘设备，也可以位于hypervisor，可以是二层转发或者三层转发。

vn context 该字节位于overlay封装头部，用于egress nve设备确定vni

hypervisor 运行在物理服务器的虚拟化软件，为服务的vm提供共享计算资源，内存，存储，而且hypervisor内经常内嵌virtual switch。

tenant end system 租户终端系统，可以是物理服务器也可以是vm。

nvo3技术

  nvgre 通过mac in gre 封装实现二层网络的方式。

 vxlan 通过mac in udp封装实现虚拟二层网络的方法

stt 通过mac in tcp 封装实现虚拟二层网络的方法。

基于sdn的vxlan基本组网 接口配置

snc

  interface g 0/0/1

 ip address 20.1.1.18 30

int loopback 1

ip address 5.5.5.5 32

fp1

  int g 0/0/1

undo shutdown

ip address  20.1.1.1 30

int g 0/0/2

undo shutdown

ip address 20.1.1.4 30

int loopback1

ip address 1.1.1.1 32

协议配置

fp1

 sysname fp1

sdn agent

controller-ip 5.5.5.5

//指定控制器的loopback地址

openflow agent

transport-address 1.1.1.1

// 指定fp1传输地址

ospf 1

area 0.0.0.0

network 1.1.1.1 0.0.0.0

network 20.1.1.0 0.0.3

network 20.1.1.4 0.0.0.3

sysname snc

sdn controller

openflow listening-ip 5.5.5.5

  //指定控制器监听地址

fp-id 1

type huawei-default

version default

role default

openflow controller

peer-address 1.1.1.1

 // fp1loopback1地址

ospf 1

area 0.0.0.0

network 5.5.5.5 0.0.0.0

network 10.1.1.16 0.0.0.3

display sdn openflow session

display sdn fp

display sdn ipenflow session

NFV基本概述

nfv（网络功能虚拟化）是指利用虚拟化技术在标准化的通用it设备（x86服务器，存储和交换设备）上实现各种网络功能。

nfv的目标是取代通信网络中私有，专用和封闭的网元，实现统一通用硬件平台+业务逻辑软件的开放构架。

nfv与sdn结合使用将对未来通信网络的发展带来重大影响，同时也带来了新的问题和挑战。

网络功能虚拟化的优点

通过设备合并，借用it的规模化经济，减少设备成本，能源开销。

缩短网络运营的业务创新周期，提升投放市场的速度，使运营商极大的减少网络成熟周期。

网络设备可以多版本，多租户共存，且单一平台为不同的应用，用户，租户提供服务，允许运营商跨服务和不同客户群共享资源。

基于地理位置，用户群引入精确服务，同时可以根据需要对服务进行快速扩张、收缩。

更广泛、多样的生态系统使能，促进开放，将开放虚拟装置给纯软件开发者，小商户，学术界，鼓励更多的创新，引入新业务，更低的风险带来新的收入增长。

nfv不依赖于sdn，但是sdn中控制和数据转发的分离可以改善nfv网络的性能。

sdn也可以通过使用通用硬件作为sdn的控制和服务交换以虚拟化形式实现。