關于未來網絡的規劃,中國移動提出了NovoNet網絡架構,NovoNet架構包含了SDN和NFV等技術,提出采用新的運營模式并提供創新服務。在NovoNet架構下,基于SDN技術的數據中心應用,中國移動將其命名為NovoDC,NovoDC是由中國移動結合開源項目定制化研發構成,本文主要圍繞以上幾個方面進行詳細介紹。
NovoNet網絡架構下的DC場景
在中國移動提出NovoNet網絡架構之前,谷歌已經實現了使用SDN技術進行流量調優的商業案例。隨后的NFV也因為其可虛擬化網元的技術特點,被運營商視為網絡架構轉型的利器。而中國移動將兩種技術實現融合,構成了之后提出的NovoNet網絡架構。2015年,中國移動正式發布了NovoNet2020愿景,中國移動將構建軟件化、虛擬化可編程的網絡架構,打造靈活高效的網絡運營體系,希望通過引入NFV、SDN等新技術,使移動網絡、IP承載網絡、傳送網絡、數據中心等領域實現多種網絡實施和業務的虛擬化。
關于中國移動NovoNet網絡架構,它在數據中心這樣場景下的布局,也就是NovoDC.從時間軸上來看,從最開始中國移動認識SDN技術,是因為谷歌利用SDN的技術,提高了廣域網連接的利用率;在2012年的時候,中國移動進行了SDN的技術研究;2013年,中國移動在NFV標準化組織中,又成立了運營商級別的SDN工作組,并建立了SDN數據中心架構。
從2014年開始,中國移動在數據中心SDN化上加大了自研投入。伴隨著很多開源組織的出現,中國移動結合開源技術相應做了一些自研產品,主要包括三方面,首先是數據中心的應用層APP開發;其次,是數據中心網絡創建控制器的開發,這個控制器是基于AERO代碼;最后,中國移動開發樂自研定制化的交換機。而在2015年《NovoNet白皮書》提出之后,中國移動在國內首次進行了SDN系統方案的招標測試,在中國移動10086公有云里面引入了SDN技術,中國移動基于SDN三種場景做了技術方案的分析。
進入2016年,在2014年自研產品的基礎之上,結合2015年商用試點的現狀,中國移動總結了目前SDN數據中心存在的一些問題。比如,平臺不夠開放,在轉發設備的整體架構中,更多存在運行綁定的方式,所以之后中國移動開始把精力投入到了怎樣打開A廠家的控制器跟A廠家轉化設備,并提出了端到端解耦的解決方案,這個解決方案的核心就是控制器接口的標準化。
SDN數據中心的四層架構三大場景
目前,基于SDN技術的數據中心采用經典的四層架構,這也是業界公認的四層架構,從上到下分別是應用層(APP層,更多面向用戶)、云操作系統層、控制層(包括兩類,一類是網絡的控制層,也就是控制器,另外一類是增值服務網元的控制器VNFM)、轉發層(包括硬件的交換機、軟件交換機、SDN網關、還有增值業務網元及安全設備)。
基于四層的架構,中國移動希望在智能應用的平臺上,無論是客戶還是中國移動自己內部的業務系統,都可以提供一個虛擬的VPC業務和業務鏈的功能。VPC的業務是一個多租戶的業務,租戶可以看到自己一張獨立的網,同時,這張網也是可拓展的網,中國移動可以創建多個租戶,租戶和租戶之間,可以根據更多的需求進行更多的打通。NovoDC的構建正是實現了VPC/業務鏈的需求。
中國移動在2015年結合自身需求,提出了SDN數據中心的三大場景,第一種場景是虛擬化的場景。因為中國移動承載的業務是一些虛擬機,它們都是裝在虛擬化的平臺上,在這種網絡上采用虛擬交換機作為SDN轉發設備這個方案是最成熟的,因為它采用虛擬化形式,帶來了軟件的靈活性。不過缺點是由于虛擬交換機降低服務器的性能,所以虛擬交換機的損耗會損耗CPU.在這樣的背景下,中國移動研究虛擬交換機在KVM開源的平臺下性能最好,如果采用的是商用虛擬化平臺,就需要采用一些特定的方式,會影響轉發的性能。
第二個場景是裸金屬服務器的場景。目前有很多=應用,可能不接受虛擬機這種形式,更多是希望把這個應用處在一臺物理服務器上,所以提出來裸金屬服務器的場景,它沒有虛擬交換機,中國移動采用SDN硬件交換機,采用硬點交換機作為SDN轉發設備。中國移動從2015年開始研究、測試裸金屬服務器,2016年開始規模商用,單這種形式它對硬件交換相應的提出了要求,比如控制器與交換機有多種協議,相應的占用硬件交換機的資源,實現的門檻比較高。
第三種場景,就是將第一種場景和第二種場景簡單的結合,既有虛擬化服務器,又有裸金屬服務器。
大規模數據中心組網研究