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SDN技術(shù)及其在云計算中的應(yīng)用

2014-09-26 11:32:14 大云網(wǎng)  點擊量: 評論 (0)
1 SDN提出的背景及其概念  近幾年,隨著移動互聯(lián)網(wǎng)、電子商務(wù)、大數(shù)據(jù)等服務(wù)的興起和發(fā)展,以及虛擬化、云計算技術(shù)的快速發(fā)展,傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及架構(gòu)已經(jīng)越來越不能滿足快速配置、按需調(diào)用、自動負(fù)載均衡的要求。


5.SDN的應(yīng)用和展望
  5.1 IBM SDN VE在Openstack中的應(yīng)用
  IBM SDN VE KVM版提供了OpenStack Neutron插件,所以使用KVM作為hypervisor的基于OpenStack的云計算解決方案可以使用IBM SDN VE作為網(wǎng)絡(luò)虛擬化方案以提供極大的網(wǎng)絡(luò)靈活性和自動化。
 
圖8 IBM SDN VE在OpenStack中的應(yīng)用框圖
  通過本方案,結(jié)合OpenStack的Neutron部件,用戶可以直接在Web Portal中進(jìn)行創(chuàng)建多層網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的操作。用戶對創(chuàng)建或者修改虛擬網(wǎng)絡(luò)的操作通過Neutron插件對DOVE管理控制臺(DMC)北向API的調(diào)用而反映到SDN VE環(huán)境中。這時DMC經(jīng)過一系列的對虛擬網(wǎng)絡(luò)的配置、策略控制和向各個相關(guān)虛擬交換機分發(fā)策略來實施這些用戶操作,從而達(dá)到以軟件獲取網(wǎng)絡(luò)能力的目標(biāo)。
  由于SDN VE提供了完善統(tǒng)一的日志信息和統(tǒng)計信息,可以通過這些信息根據(jù)網(wǎng)絡(luò)使用量等數(shù)據(jù)實現(xiàn)“按需付費”。
  疊加層網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)過程簡介
  在每個KVM中,都有一個DOVE代理進(jìn)程,這個代理進(jìn)程直接偵聽分布式連通性服務(wù)(DCS),同時也負(fù)責(zé)創(chuàng)建獨立的橋接接口,這個橋接接口最終會顯示給virt-manager或者虛擬機管理器。每個VM都可以創(chuàng)建1個或者多個虛擬網(wǎng)絡(luò)接口,這些虛擬網(wǎng)絡(luò)接口將VM與虛擬交換機相連接。
  同一KVM內(nèi)的VM之間需要通信時,只需要根據(jù)流表在這臺KVM上的虛擬交換機內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。不同KVM上的VM之間需要通信時,則會由虛擬交換機將從VM虛擬網(wǎng)絡(luò)接口上收到的網(wǎng)絡(luò)包進(jìn)行VxLAN封裝,封裝后的包在底層IP網(wǎng)絡(luò)上發(fā)送給目標(biāo)VM所在的KVM,經(jīng)過VxLAN的解封裝,最終由源VM發(fā)出的網(wǎng)絡(luò)包被交換到目標(biāo)VM上。
  如果VM要和遺留在底層網(wǎng)絡(luò)上的物理機進(jìn)行通信,則可以將VxLAN包發(fā)送到DOVE網(wǎng)關(guān),由網(wǎng)關(guān)進(jìn)行解封裝并且發(fā)送到目標(biāo)主機。物理機到VM的通信可以由相反的過程完成。
  DOVE網(wǎng)關(guān)也用于疊加層網(wǎng)段中的廣播。從疊加層網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計可以了解到分布于不同KVM中的同網(wǎng)段VM之間要實現(xiàn)廣播必須借助于一些特別的設(shè)計。分布式連通性服務(wù)(DCS)保持了一個VM的地址表,通過這張地址表可以了解到某一疊加層網(wǎng)段內(nèi)所有VM所對應(yīng)的KVM。當(dāng)網(wǎng)段內(nèi)某一VM發(fā)出廣播包時,DOVE網(wǎng)關(guān)會將這個廣播包轉(zhuǎn)發(fā)到所有需要的KVM中。
  創(chuàng)建多層網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用
  用戶可以通過OpenStack的用戶界面向Neutron部件發(fā)出創(chuàng)建新網(wǎng)段的指令,這個指令由IBM SDN VE KVM版OpenStack Neutron插件轉(zhuǎn)發(fā)到DOVE管理控制臺(DMC),DOVE管理控制臺向各個虛擬交換機分發(fā)策略,以創(chuàng)建這個網(wǎng)段。
  用戶創(chuàng)建多個這樣的網(wǎng)段,然后通過OpenStack將各個VM和諸如路由器、防火墻等應(yīng)用器件連接到各個網(wǎng)段,可以快速創(chuàng)建出一個多層網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。
 
圖9 用戶在OpenStack上創(chuàng)建多層網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用
    5.2 SDN在網(wǎng)絡(luò)安全等方面的應(yīng)用展望
  SDN不但提供了快速的網(wǎng)絡(luò)部署,用戶可以快速部署自己的多層應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌€可以獲取豐富的作為虛擬應(yīng)用器件運行的網(wǎng)絡(luò)服務(wù),而這些網(wǎng)絡(luò)服務(wù)都是可以按照“按需付費”的方式提供給用戶在線訂購。
  比較典型的如網(wǎng)絡(luò)安全服務(wù)、入侵檢測、垃圾郵件過濾及負(fù)載均衡等。
 
圖10 SDN網(wǎng)絡(luò)安全服務(wù)
  圖10示意了IBM的一種網(wǎng)絡(luò)安全服務(wù)的部署模型。Security Service組件提供了網(wǎng)絡(luò)安全服務(wù),它可以檢測流經(jīng)它2個網(wǎng)絡(luò)接口的流量并且檢測到威脅的連接將之?dāng)嚅_從而保護(hù)目標(biāo)VM。
  當(dāng)用戶訂購了該服務(wù)之后,SDN的控制器就會向虛擬交換機發(fā)送配置更新,將指定的VM的流量導(dǎo)向該安全服務(wù)應(yīng)用器件。比如原先外部流量是直接流向VM的,用戶訂購服務(wù)之后就會先流向安全服務(wù)應(yīng)用器件,經(jīng)過安全過濾之后再流向VM。這種服務(wù)同樣可以保護(hù)來自環(huán)境內(nèi)部其它VM的威脅。
  總之,有了SDN這種可以由軟件定義而獲取的網(wǎng)絡(luò)能力之后,將會有更多的應(yīng)用值得展望,這種由軟件控制快速改變網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的能力的確是當(dāng)前云計算非常需要的能力。有了這種能力,用戶可以快速部署應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),訂購虛擬網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和服務(wù),實現(xiàn)“按需付費”。

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責(zé)任編輯:葉雨田

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