近两年,网络重构、重设计和重定义频繁出现在各种国际文献上,成为全球网络技术创新的潮流。架构是网络基础,决定了网络的竞争力和发展潜力,俗话说:“好的开始是成功的一半”,网络架构设计得好,未来网络的发展也顺畅许多,对数据中心发展越有利。因而,网络架构创新是根本性的、战略性创新,网络重构就是对架构进行重设计,是网络转型的根本。回首互联网发展这几十年,虽也有新的协议使用出现,整体架构并没有大的变化,接入层、汇聚层和核心层三层经典网络架构,独霸数据中心数十年,现在是到了该改变的时候了,重构就是变革,绝不是在原有的网络架构上小打小闹,而是重建,重新设计一套全新的网络架构。

我们先来回忆一下这些年网络架构走过的历程。最早是模拟通信时代,基于模拟电路的专用通信系统,代表技术有载波通信,明线电缆、微波模拟蜂窝等,拉开了语音电话通信的时代;接着进入了数字通信时代,语音和数据数字化,什么PDH、SDH、程控交换数字蜂窝、ATM、X25等等都出来了,进入了语音和数据通信时代,这时电话真正走进了千家万户,当时全国各地都有电话局,处理着连接全国各地的话机业务;后来我们进入了互联网时代,语音和数据IP化,以太网协议大行其道,数据机房有了正式的名字:数据中心。一时间各种数据中心拔地而起,掀起了建设数据中心的新高潮。即使到现在,数据中心依然保持着超过20%的年增率,这些年互联网改变了我们的工作和生活方式,给世界带来了许多变化,数据中心也走到了台前,不再那么神秘,普通人也开始对数据中心这个行当有所了解。现如今,我们迎来了新的网络时代,进入了网络架构的第四个阶段,就是软件定义阶段,它的典型特征是将控制处理分离、软硬件分离、网元虚拟化,网络可编程,通过这些新技术实现网络的重构。

从网络重构具有的特征不难看出,最为关键的是将软件从网络设备上分离出来并集中。之前的网络是由每个设备在单打独斗,现在则是绑定在一起,共同处理网络业务。三个臭皮匠顶一个诸葛亮,将所有的网络设备资源集中起来,然后再进行统一管理和分配,可以充分将网络资源利用起来,提升网络使用效率。通过虚拟化将网络资源整合起来,通过控制器可以对整体网络资源掌握,便于管理,以前对网络进行扩容或者变更时,需要在网络设备上做大量配置工作,现在只要在控制器上点几个按钮就完成了,极大减轻了网络运维工作。

网络重构后,网络还具有编程功能,将所有网络设备物理连接完成后,就可以在控制器上进行虚拟化部署,基于物理硬件网络,设计一套虚拟网络,由于是虚拟化的网络,就可以通过控制器自如调整和修改,还毫不费力。网络重构的三大技术支柱是SDN、NFV和云化,SDN叫做软件定义网络,NFV叫做网络功能虚拟化,两者出身不同。SDN诞生于高校,侧重于数据中心应用,由网络厂商联合起来完善,他们组建了开放网络论坛ONF,设计了控制平面和转发平面之间的通讯协议标准化OpenFlow.NFV是由运营商联盟提出的,NFV旨在利用标准的IT虚拟化技术解决日益复杂的网络需求,通过NFV把多种网络设备类型融合到数据中心。SDN和NFV有很强的互补性,但是又不愿相互依赖,NFV可以不依赖于SDN部署,这里边不仅是技术上的差异,还涉及到背后网络厂商和网络运营商之间的博弈,一方面网络厂商推进SDN,希望数据中心和网络运营商能接受并使用SDN,而网络运营商则希望网络厂商按照自己制定的规则提供实现功能的网络设备,这样自己就有较强的话语权和设备定价权。所以SDN和NFV在不同的网络中都有涉及,有时甚至很难将两者分得清。最后网络的功能都要上云,在云平台上对网络部分进行统一控制和管理,云平台上囊括了数据中心所有部分,而网络部分则是SDN和NFV技术的体现。网络做云化是不会像IaaS或者SaaS那样,但在数据中心中,网络部分非常重要,决定了用户的体验,通过云化技术,可让网络部分成为服务,而不是成为技术。云相关技术在网络上也可以发挥作用,实现网络重构。

网络重构无疑是一场技术革命,它希望推翻已经发展了数十年的网络架构,这个推进难度可想而知,重构之路就是一条不归的路,没有回头机会。其实,对网络进行重构已经成为全行业的共识,不仅在数据中心领域、在运营商领域、甚至整个IT行业都是如此,网络重构势在必行。大家承认这是一个方向,但是做起来都是“小脚的女人”不敢迈大步,这是根本的转变,网络重构是一个漫长的演进过程。首先网络重构要与现有架构长期共存,不仅能互联互通,还能平滑集成,不影响业务,这就需要做大量两者之间融合互通的设计工作,有些实现起来难度还很大。各种网络经过这几十年的建设,形成了大小不一,盘根错节的复杂网络,尤其是运营商的网络规模庞大,设计又极其复杂,不可能同步推进,一定是有先有后,有大有小,所以网络重构时间拖得很长,网络全面重构的实现遥遥无期。当然,各种网络需求扑面而来,现有的网络环境已经无法很好支撑业务发展,重构必须艰难前行,不少的数据中心已经展开了网络重构的验证,在局部网络部署,三大运营商也纷纷展开了自己的重构测试,试点范围在慢慢扩大,未来很值得期待。

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