云网融合，SDN在云数据中心的应用

本文主要是介绍云网融合，SDN在云数据中心的应用，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

如果说“云网融合”是未来云计算网络的发展趋势，那么我们就不得不提近些年SDN在云计算网络中的所扮演的角色。

下面我们就从SDN最成熟的商用市场云计算领域入手，通过阐述网络界新晋网红SDN的七大核心价值和架构特征，云计算大咖的业务特点和网络需求，系统分析云计算和SDN结合应用的典型场景和系统架构模型。

好像用爱情故事来叙述人物之间的关系会比较有代入感，那么这里我就以《SDN与云计算的罗曼史》为主题，分三部分去分析两人的情感故事--SDN的春天、云计算网络的迷茫和SDN和云计算的碰撞。

我们先走进主角之一的网络，传统网络面临诸多困境，我在这里归纳为4点:
1、各个品牌的网络设备拥有不同的命令体系，部署管理难；
2、传统的分布式网络设备无法感知周围设备的异常，无法智能分配；
3、访问量集中的场所，即使附近节点有空闲资源，却苦于无法智能分流；
4、因为协议封闭，传统网络无法进行按需编程，灵活调控。

似乎在这个时候，在期待着一个转折点的到来，SDN的出现似乎为网络转型的实现带来了曙光。

以上是SDN产业发展白皮书中对SDN的定义。

传统网络设备每一台都有自己的控制引擎，设备之间依据标准、协议协同工作。SDN网络环境中把控制引擎抽离出来，采用集中控制，并开放可编程的接口，允许通过代码的方式实现网络自动化的编译。

SDN的开源组织ONF（开放网络基金会）提出的3+2的SDN架构模型。

之前所讲的传统网络中的问题，在SDN网络中全部得到解决。

Google B4网络也巧妙地避免了自己购买的海底光缆的闲置和浪费。

SDN碰撞云计算！SDN如何打造SDN云数据中心这样一个王牌的解决方案。（我们先不要纠结心为森摸不是红色）

主人公之一的云计算从概念诞生至今也度过了十几个年头，正值青春期的她也不免俗的遇到了很多迷茫。

云数据中心取代了传统数据中的硬件设备，从上图也可以看到虚拟化在其中起到了很大的作用。理念的革新也让云数据中心拥有了动态、按需、可靠、隔离等优势，然而优势所带来的“高要求、高标准”也着实让其网络技术支撑频频出现瓶颈。

云计算这位众人眼中的“白富美”出现了困扰，似乎这也为SDN追求云数据中心网络成功埋下了伏笔。

下面我们看看SDN是怎么“撩妹”滴，不对，是追求。

使用SDN的云数据中心，管理平面和业务平面分别引入了不同的技术解决方案解决上面所说的云数据中的特殊需求。

在管理平面引入了SDN的三层架构模型，实现了管理上的灵活性，比如当用户有订购云主机的需求的时候，只要把需求送到SDN的控制器，由控制器去控制数据中心的若干网络设备的数据配置、转发等。这样的架构模型对网络的运维人员来说只要对控制器进行智能的控制就可以实现业务的快速开通。SDN架构模型中支持对控制器编程，也就是说可以通过软件的方式实现对网络设备的自动化的配置下发。

在业务平面，采用了叠加网络技术（overlay），在物理网络上通过overlay划分成若干个虚拟的网络通道来实现云主机业务的承载。

这里，我们着重介绍一下Overlay大法。

Overlay网络里将相同的IP地址封装在不同的隧道里可是实现相同IP地址的数据传输，解决前面说到的IP地址冲突的问题。

Vxlan也叫作可扩展虚拟局域网，可以理解为在VLAN的数据包外面封装了一层UDP的包头，然后把数据的信息封装在udp的包头里面构建了一个新型的隧道，来进行数据的传播。在Vxlan的网络模型里要记住两个关键点，VTEP和VNI。VTEP设备有两个作用，一是进行VXLAN数据包头的封装，二是进行vxlan包头的解封。VNI是给隧道命名的，VNI可以支持16M数量的隧道。

例如，简单的VLAN的数据包的模型，原始数据包是10.1.1.1，目的地址是10.1.1.2。经过VTEP设备进行数据包的封装，可以看到vxlan数据包有两组IP。192.168.1.20是原始云主机的虚拟数据包，10.0.5.10是vtep设备封装的本身的IP地址。这样的话普通的网络设备看到的是10.0.5.10的数据包，这样的话就算跟后端的云主机的IP地址有冲突也没有关系，因为只有vtep设备才能完成数据转发。这样就解决了之前说的业务平面IP地址无法冲突的问题。

上图就是SDN在云数据中心网络身上的“良苦用心”，详细的慢动作回放请重点关注下图的控制平面的组网拓扑。

Openflow的流表项包含六要素，其中匹配字段是数据包要匹配的关键点，只有数据包的包头匹配了流表的匹配字段，才会执行后面指令对应的动作集。

如下例，VMI要访问VM7，VM1发出的原始的VLAN的数据包到了VTEP1设备进行流表的匹配，这个时候VTEP设备上会有一条流表存在，流表的匹配项指明它是来自VLAN6的数据包，它要达到目的地址是VM7，这个时候，它执行的是剥掉 VLAN 设置成一个VXLAN的隧道，这个隧道的标识是20060，所以这个匹配的流表就将VLAN的数据包封装成了VXLAN的数据包。然后这个包头为20060的数据包会送到VTEP2进行解封。