近两年来，随着网络扁平化趋势的日益突出，以及运营商、政企用户对网络系统成本控制的不断加强，SDN(软件定义网络)将数据转发与路由控制分离的理念得到业界的广泛关注和认可。与此同时，在云计算、物联网、移动互联网、社交网络等新技术、新模式、新应用的快速冲击与推动下，互联网、电信网以及传统广电网络的融合趋势日趋明显，网络规模也急剧扩大，数据量呈指数级增长，传统网络架构在处理以大数据、智能分析、网络虚拟化为代表的新业务、新应用时的能力日渐捉襟见肘，未来的企业网、电信网、互联网都亟需一种突破性的架构。SDN作为一种全新的网络架构模型，可以将控制转发分离，并通过开放API及软件定义实现整个网络集中的管理能力，极大地改善了网络的扩展能力和灵活性。随着SDN技术的快速发展，它已经成为未来网络架构的标准参考模式之一。
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.SDN与相关概念
软件定义网络（Software Defined Network, SDN ），是由美国斯坦福大学clean slate研究组提出的一种新型网络创新架构，其核心技术OpenFlow通过将网络设备控制面与数据面分离开来，从而实现了网络流量的灵活控制，为核心网络及应用的创新提供了良好的平台。
OpenFlow
OpenFlow起源于斯坦福大学的CleanSlate项目组。CleanSlate项目的最终目的是要重新发明英特网，旨在改变设计已略显不合时宜，且难以进化发展的现有网络基础架构。 “基于OpenFlow为网络带来的可编程的特性，Nick和他的团队，进一步提出了SDN的概念。” “从路由器的设计上看，它由软件控制和硬件数据通道组成。Openflow只是一个面向表管理的协议。” “包括端口、流表、通信通道。” “目前关于OpenFlow/SDN的研究领域主要包括网络虚拟化、安全和访问控制、负载均衡、聚合网络和绿色节能等方面。”
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案例：SDN在Google
大型互联网公司为用户提供多种业务，包括如搜索、社交、邮箱、视频以及地图服务等。为了使得全球范围内的用户能够更快更方便地获取信息，每天大量的数据从一个地区传送到另一个地区。如此一来，广域网流经的应用或服务流量呈现密集型发展态势。
当我们重新审视基础网络设施的管理、成本和性能时，“规模经济”特别适用于存储、计算部件，然而广域网却不需要。传统的网络解决方案并不会随着网络主干的规模变化而获得任何显著的成本效益。
不适合的原因有很多，比如非线性的网络设备交互性的复杂度、手动配置复杂、管理成本高昂以及非标准化的API接口配置表。因此，我们需要一个规模经济同样适用的广域网，它具有更高的效率、更高的性能、更好的容错和可管理性。
当我们重新审视基础网络设施的管理、成本和性能时，“规模经济”特别适用于存储、计算部件，然而广域网却不需要。传统的网络解决方案并不会随着网络主干的规模变化而获得任何显著的成本效益。
不适合的原因有很多，比如非线性的网络设备交互性的复杂度、手动配置复杂、管理成本高昂以及非标准化的API接口配置表。因此，我们需要一个规模经济同样适用的广域网，它具有更高的效率、更高的性能、更好的容错和可管理性。
SDN案例：谷歌广域网
谷歌的广域网由两张骨干网平面组成：外网，用于承载用户流量，被称为I-scale网络;内网，用于承载数据中心之间的流量，被成为G-scale网络。这两张网络的需求差别性很大，流量特性也存在着很大的差别。
根据G-scale网络的需求和流量特性，并为了解决广域网在规模经济下遇到的问题，我们试图利用目前备受关注的Openflow协议，通过SDN解决方案来实现我们的目标。
开始这个项目时，我们发现没有合适的Openflow网络设备能够满足我们的需求，所以谷歌决定自己开发网络交换机，当然里面采用了成熟的商用芯片。我们还基于OpenFlow开发了开放的路由协议栈。
每个站点部署了多台交换机设备，保证可扩展性(高达T比特的带宽)和高容错率。站点之间通过Openflow交换机实现通信，并通过OpenFlow控制器实现网络调度。多个控制器的存在就是为了确保不会发生单点故障。
在这个广域网矩阵中，我们建立了一个集中的流量工程模型。这个模型从底层网络收集实时的网络利用率和拓扑数据， 以及应用实际消耗的带宽。有了这些数据，谷歌计算出最佳的流量路径，然后利用Openflow协议写入程序中。如果出现需求改变或者意外的网络事件时，模型会重新计算路由路径，并写入程序中。
如今我们已经在G-scale网络中大规模的部署了SDN解决方案，支持了G-scale网络的高效运营。谷歌高级副总裁Urs Holzle表示，SDN能够有效地降低网络的复杂性和管理成本。虽然目前预言SDN的成功还为时过早，但是谷歌的实际经历却证明SDN以及Openflow已经做好了规模商用的准备。
谷歌的数据中心广域网以SDN和OpenFlow为基础架构。SDN和OpenFlow提升了网络的可管理、可编程、网络利用率以及成本效益。2010年1月，Google开始采用SDN和OpenFlow，2012年初，Google全部数据中心骨干连接已经都采用这种架构。网络利用率提升到95%，这一数字让人难以置信。(本文原载于ONF官网。)
PC的软硬分离造就了微软的崛起，缔造了WinTel帝国。毫不夸张地说，OpenFlow的影响不亚于PC的软硬分离。但不同的是;当年IBM并不重视PC，才给了微软崛起的机会。而今天思科却明显感觉到了OpenFlow带来的挑战，甚至，思科比任何竞争对手都要积极。对于新出现的厂家来说，这也许是能争得一席之地最后的机会。
Google总结SDN优点
提供网络结构的统一视图：对整个网络架构实现统一的查看，从而简化配置、管理和优化。高利用率：集中化的流量工程使得我们能够有效地调整端到端的流量路径，从而达到网络资源的高效利用。
快速故障修复：链路、节点故障都能实现快速修复。而且系统能够快速的聚合网络资源，实现平均分配，并且对于一些网络行为可进行预测。
平滑升级：控制平面和转发/数据平面的分离可以做到软件平滑升级的同时保证没有数据丢包或者性能衰减。
弹性计算：大规模的计算、路径分析都被集成在子控制器中，由最新代的服务器完成。
Google分析SDN挑战
协议不成熟：Openlow协议还处于发展初期。不过，正如我们的研发成果呈现的，现有的Openflow协议已经足够支撑很多网络应用的开发了。高容错的控制器：为了提高容错率，必须在网络中部署多个控制器。从而就要区分主次控制器，以便于高效配合。
功能区分：路由器和控制器的功能区分仍在探讨阶段，功能配置仍是一个悬而未决的问题。
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.SDN在中国
SDN在中国市场尚处于实验阶段，学术研究多于产业实践。目前，大部分企业对SDN认识不足，供应商产品、方案也不成熟，很多问题有待解决。企业对SDN的态度也比较审慎。受成本控制、技术、市场、应用及企业内部IT架构影响，两到三年内，SDN在中国的应用普及率不会有太大突破。
机遇
新浪、网易、腾讯、搜狐、盛大、阿里巴巴、百度等互联网公司和京东、淘宝、当当等电商平台会是第一批SDN的尝试者。他们对数据中心及网络性能的要求很高，而SDN可以对硬件和网络设施产生巨大影响，使IDC效率更高。电信运营商会是第二波尝试者，随着流量的增长，传统网络架构已不能满足，新的网络架构探索一直是电信运营商关注的焦点。SDN将流量控制和硬件设备分离的理念对于解决大流量网络难题有积极意义。
尽管政企市场起步会相对滞后，但市场容量将超过互联网、电商和运营商。
挑战
首先，当前SDN技术和相关产品尚未成熟，尤其是针对国内用户需求特点的产品严重不足。成功应用案例几乎为零。在供应商产品、方案出得明显进展之前，国内用户将持续保持审慎态度。其次，SDN对于传统网络设备厂商来说，是一种巅覆性方案，它切断了网络硬件设备和网络系统的捆绑，传统设备商在找到与之相融合的市场策略前，采取抵制性措施的可能性很大。再次，SDN能否带来网络成本和性能的双重效益，仍有待实践检验。不管是互联网公司、电商还是运营商，涉及基础架构改变时都会十分审慎。竞争
1、传统网络巨头：思科、华为、阿朗、瞻博等传统网络巨头都在积极探索SDN相关技术和产品。尽管SDN对这些厂商传统产品会造成一定影响，但SDN是未来趋势所在，他们不可能放弃这个巨大的市场。2、IBM、VMware、Oracle等觊觎网络市场的IT巨头：这些巨头先是通过产业并购迅速介入市场，然后再研发投入，走马圈地。
3、创新型新兴SDN厂商。其中的一部分可会被巨头收购。但SDN是一个新兴技术，市场主导者尚未明确，不排除新兴厂商超过巨头的可能。
未来
SDN将成为网络部署的一个趋势，但两到三年内，国内SDN普通率不会有明显突破。未来相当长 一段时间内SDN将与传统网络架构并存。但可以肯定的是，SDN已经成为网络架构发展的一个重要趋势，未来其市场增长空间无可限量。
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.SDN大事记
2012年5大SDN收购案
Oracle 收购 Xsigo
2012年 7 月宣布的这项交易实际上并非真正的 SDN 交易。Xsigo 在宣传上尽量跟 SDN 靠边，但是其实它做的主要是对硬件和端口层的虚拟化。Xsigo 的硬件令其有可能将存储和网络电缆接入到 Xsigo 设备中，然后无需网络工程师参与即可分配这些物理资源。Oracle 收购 Xsigo 主要是为了自己的专有硬件计划，跟 SDN 无关。
Juniper1.76 亿美元收购 Contrail
SDN 热潮以产品刚上市两天即被 Juniper 收购的 Contrail 收尾。而且不久前这家 SDN 初创企业才刚刚收获了 1000 万美元的融资。Contrail 的技术主要围绕着对控制器在虚拟化网络中的位置的反思以及如何让其中的组件更好协作来进行。该公司有着很好的团队和听起来很棒的技术，但是客户寥寥无几。
博科收购 VyattaVyatta 是另一家试图给自己贴上 SDN 标签的公司。以生产交换机硬件著称的博科可以使用 Vyatta 的网络软件，软硬结合为客户提供更加模块化的 SDN 方案。
VMware12.6 亿美元收购 Nicira这项交易也是在去年 7 月宣布。Nicira 制造的是将底层网络硬件抽象于应用的 SDN 控制器。但实际相对于将应用与网络无缝连接，Nicira 的工作主要是网络虚拟化。其控制器是 Nicira 和 VMware 提供的控制点，可供合作伙伴及气体供应商通过 API 与控制器挂钩。
VMware12.6 亿美元收购 Nicira这项交易也是在去年 7 月宣布。Nicira 制造的是将底层网络硬件抽象于应用的 SDN 控制器。但实际相对于将应用与网络无缝连接，Nicira 的工作主要是网络虚拟化。其控制器是 Nicira 和 VMware 提供的控制点，可供合作伙伴及气体供应商通过 API 与控制器挂钩。
国内SDN大事记：2012年12月6日，中国SDN与开放网络专业委员会正式成立！
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