SDN是連年來繼云計較后，學術界和財富界最存眷的熱點，被國際研究機構Gartner列為將來五年內IT規模十大要害技能之一。2012年，谷歌公布已在數據中心內部主干網絡上樂成利用SDN技能，符號著SDN進入到商用化階段。據國際著名咨詢機構IDC預計，2013年SDN的收入將到達3.6億美元，到2016年這一數值將上升至37億美元。谷歌的樂成履歷，也使得數據中心成為業界各方推廣SDN技能的首選場景。

一、數據中心的成長趨勢及需求

連年來，陪伴著互聯網的高速成長，越來越多的應用及數據被會合到云數據中心處理懲罰。思科在其全球云計較財富闡明與預測陳訴中指出：到2016年全球云計較處事流量將為2011年的12倍，平均每年復合增長30%.全球近三分之二的總事情負荷將在云端處理懲罰，數據中心將成為大部門互聯網流量的源頭或終點。而在數據中心發生的所有流量中，內部流量占數據中心總流量的76%，主要是存儲和虛擬機之間的數據互換等勾當。因此，將來的互聯網流量將以云計較數據中心為焦點，將來的互聯網將是以云計較數據中心為焦點的網絡。

在這一趨勢下，數據中心進入了成長岑嶺。統計數據顯示2012年，全球IDC整體市場局限到達255.2億美元，增速為14.6%.個中主要拉動力來歷于IT企業、互聯網企業和電信企業從自身業務支撐和拓展強烈需求。另外，估量2012-2016年大數據市場將呈現迅猛的成長勢頭，復合年增長率將達31.7%，2016年收入將達238億美元。大數據市場的成長將會擔保數據中心在將來幾年一連高速增長。在中國，2005-2012年間，IDC市場局限增長了6倍，年均增長率高出30%，遠超世界平均程度。估量到2015年，中國IDC處事市場局限占全球市場的比例將由2012年的6.4%增至10%.

在整體市場不絕擴大的同時，數據中心單站點局限也在急劇增長。谷歌、微軟、騰訊等互聯網公司新建的數據中心站點都擁有上萬臺物理處事器。海內調研數據顯示，2012年被觀測IDC處事商機房擁有處事器數量在5000臺以上所占比例與2011年沒有多大變革；被觀測IDC處事商機房擁有處事器數量在1000-3000臺的所占比例下降到23%，說明這兩年行業舉辦重組整合，較小的IDC處事商已經被重組可能裁減。

2012年中國IDC公司的機房處事器數量

在這一形勢下，傳統數據中心網絡架構已越來越難以滿意市場成長的需求。下圖是傳統數據中心網絡的邏輯架構：

圖2傳統數據中心網絡架構

在傳統數據中心中，各業務之間彼此獨立占用資源且沒有資源移動性要求，數據中心內部流量根基以南北向為主。因此各業務網絡回收物理方法斷絕、自成一體、無法復用。這種方法構建的網絡擴展性有限，只能縱向替換，而不能橫向添加擴展。系統機能存在瓶頸，往往為了滿意1%峰值時刻的流量需求，導致99%的時間單點效率低于20%.為了辦理資源操作率低的問題，發生了虛擬化技能。數據中心主要由三類資源組成：計較、存儲、網絡。以VMware、微軟為代表的IT廠商通過虛擬機技能實現了計較資源的虛擬化。SAN技能的呈現辦理了存儲資源的虛擬化。今朝，只有網絡資源尚未實現虛擬化，成為制約數據中心效率晉升的瓶頸。

按照通信主體的差異，數據中心網絡可以分別為五層。差異主體間通信對網絡的需求也不溝通。

圖3 數據中心網絡分層

按照上表可將當前數據中心網絡的利用需求歸納如下：

（1）無阻塞網絡，并具備近似無限的高擴展性。

（2）可以或許感知虛擬機，并支持虛機在單數據中心內部和大都據中心之間的漂移，并擔保相關網絡計策隨之遷移。

（3）支持多業務、多租戶。能在同一物理網絡上，按照業務需求自由構建業務網絡并擔保網絡安詳性。

（4）網絡統一運維，高度自動化、智能化打點。

這些利用需求是評判各類網絡技能可否合用于數據中心網絡的要害。

二、SDN技能在數據中心網絡的應用

SDN（Software DefinedNetwork）即軟件界說網絡，它發源于美國斯坦福大學。2008年，斯坦福大學傳授Nick McKeown等人在ACM SIGCOMM頒發了題為openflow： EnablingInnovation in Campus Networks的論文。文中首次具體地先容SDN的觀念，即將傳統網絡設備的數據平面和節制平面兩個成果模塊相疏散，通過會合式的節制器（controller）以尺度化的接口對各類網絡設備舉辦打點和設置。這種架構為網絡帶來的可編程的特性，使得網絡資源的設計、打點和利用提供更多的大概性，從而更容易敦促網絡的革新與成長。因此，節制轉發疏散、邏輯會合節制、開放網絡編程API被視為SDN區別于傳統網絡技能的三個主要特征。正是這些特征使得SDN可以或許精采的滿意數據中心網絡的利用需求：