SDN 1.0到3.0青云QingCloud的創(chuàng)新之路

SDN（軟件定義網(wǎng)絡）自誕生以來，給原有IT網(wǎng)絡架構帶來了巨大變革，自此“軟件定義”也隨之流行起來。SDN通過將控制層與數(shù)據(jù)面的分離，實現(xiàn)了對網(wǎng)絡流量的靈活管控，這一理念很好的適應了當前大規(guī)模數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡、云計算基礎設施等的建設，這也給SDN市場帶來巨大的價值。

據(jù)Research and Markets研究機構的數(shù)據(jù)顯示，到2023年，全球運營商軟件定義網(wǎng)絡市場預計將達到95億美元，預計運營商軟件定義網(wǎng)絡將在未來六年中以42.3%的復合年增長率增長。這些數(shù)據(jù)顯示了在SDN市場的大蛋糕下，各大廠商無疑將會紛紛跟進，搶占市場。

時至今日，SDN已成為云服務商的標配，各大云廠商也都在發(fā)展各自的SDN技術。但SDN的發(fā)展并非一蹴而就，在經(jīng)歷了一次次的突破與創(chuàng)新之后，SDN迎來了如今的大好形勢。

青云QingCloud云計算基礎平臺研發(fā)總監(jiān) 陳海泉

早在2013年的時候，青云QingCloud就已經(jīng)在公有云上線了SDN的功能，值得一提的是，青云QingCloud是國內(nèi)首家將SDN在公有云上落地的企業(yè)。當人們還在思考SDN該如何落地時，青云QingCloud已經(jīng)在SDN應用的道路上一路狂奔。SDN進入1.0時代，此時，青云QingCloud在公有云部署SDN上解決了三個問題，一是如何讓用戶在云上使用與在IDC托管相同的網(wǎng)絡組件，青云的做法是讓IDC的各種網(wǎng)絡組件以虛擬化的形式放在云上，讓用戶自行組合，形成自己的網(wǎng)絡，在獲得完整的云端網(wǎng)絡組件的同時，還能夠獲得充分自由的組網(wǎng)能力；二是讓SDN更加的簡單、敏捷和彈性；三是實現(xiàn)二層隔離的私有網(wǎng)絡，對于用戶來說，安全性得到增強。

這些做法使得SDN在云上部署得到了順利推廣，也取得了良好效果。但隨著業(yè)務的增長，其不足之處也隨之暴露出來。原因是虛擬化的路由器等與物理路由器設備相比，雖然更加靈活便捷，但性能上還是有著較大差異，無法同物理設備性能相媲美，當網(wǎng)絡架構規(guī)模較小時尚且正常運行，可當規(guī)模達到一定程度后，比如在一個VPC（虛擬私有云）中有1000多臺主機時，SDN底層架構的性能就會越來越差。

SDN 2.0便應運而生，2.0相比1.0而言，青云QingCloud將原來網(wǎng)絡集中樹狀結構改造成為分散的網(wǎng)狀結構，利用分布式的虛擬網(wǎng)關部署在計算節(jié)點，可支持的主機從原來的1000多臺增加到6萬多臺，這樣便解決了規(guī)模擴大后的性能瓶頸問題。此外，青云SDN 2.0還提供分布式多節(jié)點負載均衡器，用以提高業(yè)務性能。

如今，在7月27日的Cloud Insight Conference 2018云計算峰會上，青云QingCloud再接再厲，推出SDN 3.0，再次實現(xiàn)了技術上的跨越，引領了SDN領域的創(chuàng)新。

原來在SDN 2.0時，業(yè)界普遍采用的是LVS集群，所有的公網(wǎng)交換機的流量都要經(jīng)過LVS，并轉發(fā)給負載均衡器，一般來說，通過增加負載均衡器集群，就可以滿足大部分擴展需求。但也可以看出其弊端，那就是LVS作為單點，承擔著所有的入口流量，這也使得用戶上傳流量增多時，LVS無法水平擴展。因此，青云SDN 3.0在SDN 2.0的基礎上做出了全新的改變，在網(wǎng)絡部署上干脆拋棄了原有的LVS，直接使用SDN交換機來代替LVS承擔第一級負載均衡器的角色，如圖1所示。

另一個大的改變是增加了集中的硬件路由器，即采用集中式硬件路由器+分布式虛擬路由器的方案，通過硬件路由器來接入骨干網(wǎng)。這或許讓人疑惑，為什么在追求虛擬化過程中卻要引入物理設備？這似乎與SDN的軟件定義理念背道而馳啊。

圖1 使用SDN交換機來代替LVS

圖2 在同城多活場景下的部署

青云QingCloud云計算基礎平臺研發(fā)總監(jiān)陳海泉介紹，青云SDN 3.0與市場上眾多的商用SDN產(chǎn)品相比，最大區(qū)別在于，可以把NFV與硬件網(wǎng)絡設備融合在一起，因為軟件的好處是部署靈活、功能強大且成本低，擴展性強，但存在性能瓶頸；而硬件交換機性能穩(wěn)定，適合高可用部署，但表象少，因此SDN 3.0采用的“硬”+“軟”的方式，取長補短，能分散的用軟件NFV設備，分散不了的就放到硬件SDN交換機上。

青云QingCloud在業(yè)內(nèi)首次實現(xiàn)這種“軟硬兼施”的大規(guī)模部署的解決方案，該方案很好的適應了實際的業(yè)務需求，同時在性能上硬件交換機相比LVS來說，轉發(fā)率提高了500倍，由于沒有了LVS，部署成本得到了大幅下降。

該方案的很好的應用在同城多活與異地災備問題上，通過引入物理的交換機來承擔集中的節(jié)點，可以將網(wǎng)絡與公網(wǎng)或骨干網(wǎng)相連，從而實現(xiàn)從一個可用區(qū)延伸到多個可用區(qū)之間，幫助用戶構建同城多活或異地災備的業(yè)務。除此之外，SDN 3.0還增加了任播公網(wǎng)IP以及多活負載均衡器等功能。

接下來我們來分析具體的實現(xiàn)同城多活的應用場景（如圖2所示），以青云北京3區(qū)為例，在三個可用區(qū)（B、C、D）之間共享一套負載均衡器集群，由于SDN 3.0中增加了任播公網(wǎng)IP功能，通過BGP AnyCast的方式，把一個IP部署在多個可用區(qū)之間，即便有一個可用區(qū)光纖中斷時，也可以自動把業(yè)務切換到其他的可用區(qū)，這樣就可以在更大程度上保證用戶業(yè)務的可靠性，以此達到多活的效果。

以上是針對公網(wǎng)的負載均衡器集群的多活，而對于用戶業(yè)務同樣可以做到多活，通過在不同的可用區(qū)之間漂移虛擬IP，一旦網(wǎng)絡出現(xiàn)中斷，IP可以通過keepalived的方式直接遷移到其他節(jié)點，這樣就保障了業(yè)務的高可用性。

同理，如果是企業(yè)業(yè)務部署在異地時，以上模式比較適合異地災備，用戶可以根據(jù)實際需要以及IDC的部署位置來選擇同城多活或是異地災備場景。

如今的SDN市場上，各廠商SDN產(chǎn)品呈現(xiàn)出百花齊放的趨勢，但要真正贏得市場，還是要有與眾不同的真本領。從SDN 1.0到 3.0，青云 QingCloud在每一個前進的階段上都以實際行動引領SDN的創(chuàng)新。