数据中心间网络SDN解决思路探讨 ( 下集 )

1 技术实现

1.1 概述

腾讯下一代数据中心间网络将会实现资源自动池化、业务应用自动化管理网络资源、业务应用自动感知网络资源等特征。业务系统直接通过网络系统提供的北向API接口实现自动化地申请网络资源、使用网络资源、释放网络资源，利用集中式的调度系统无须人工管理，自动化地完成网络资源合理分配和使用。为了实现以上智能调度工作，PCEP（Path Computation Element Protocol）协议给了我们控制器和路由器一个非常好的交互接口（如图）。

1.2 传统网络设备工作角色

从80年代IP网络刚刚起步至今，已经经历了将近30年，在这30年里，IP网络设备一直担负着计算路由、转发报文的工作。从上面探讨到的智能交通城市里，不能再由汽车或者驾驶员决定使用哪条道路到达目的地了。在我们未来的网络世界也一样，不能再由每个独立的路由器决定每个报文的转发路径。原因很简单，因为网络中每个独立的路由器就像城市中的小汽车一样，它只知道自己怎样走，它不会去考虑会不会给整个城市带来了交通拥堵。

因此，我们未来的数据中心间网络中的路由器角色将会发生变化，由原来的计算路径、转发报文两个功能减少为只有转发报文的能力，而计算路径将会交给集中式智能管理系统统一计算和调度。在PCEP（Path Computation Element Protocol）协议中，传统路由器当了PCC（Path Computation Client）的角色，在整套控制系统中成为了控制系统的Client端。

1.3 集中控制系统工作角色

集中控制系统就是一个交通枢纽中心，它知道每一条道路的容量、当前流量、在路上的每一辆汽车将要到达的目的地。当它知道所有信息后，它可以通过智能的算法为每一个业务flow计算出最合适的路径。所以集中控制器就成为了在PCEP（Path Computation Element Protocol）协议中的Server端。但在整个控制系统中核心部分是控制系统的逻辑算法，而不是PCEP协议，PCEP（Path Computation Element Protocol）协议只是为传统网络设备提供了北向接口，为控制器提供了南向接口。

为什么说控制系统中最重要的是逻辑算法呢。因为不同的网络、不同的业务系统、不同的业务类型有对网络资源不同的要求，在传统的网络中只能按照一种硬件网络设备设计好的路径转发，不能灵活地为不同的业务类型提供不同的选路方案。从以下例子说明：

1） 如下图所示，当第一个业务1优先级一占用了A->B->E路径后，业务2和业务3再也没有办法申请到路径了。但是如果可以从全局的视图分析当前的业务需求的时候，你很容易会发现只要把业务1放到A->D->E路径后，业务2和业务3都可以申请到路径转发流量。

2）下图所示，当你希望最高优先级别的业务必须选择最短路径的时候，优先级二和优先级三的业务都不能通行了，或许你的优先级一业务真的必须选择A->B->E。但如果你的优先级一的业务可以选择A->C->D->E的时候，就可以让优先级二和优先级三的业务有路可用了。

这种方案的选择在传统网络中是硬件设备提供商或者IETF（Internet Engineering Task Force）的协议已经把规则固化在硬件设备中，给到用户调整的空间很少，作为用户的我们只能按照固化的规则进行业务的部署。这时候可能我们需要询问我们自己，这是不是我们想要的呢。从众多的业务部署场景中告诉我们，网络的路径选择并不是最贴合业务需求的，这些方案的选择应该交给网络的使用者进行选择，甚至应该交由上层的业务应用层进行选择。

因此，我们作为网络的使用者，应当更多地控制路径选择的逻辑算法，甚至可以为每种不同类型的业务应用提供不同的网络选路算法。

1.4 业务应用系统工作角色

上面所说的网络控制系统是为业务应用系统提供服务的，业务应用系统通过调用网络控制系统提供的北向API接口来申请、使用、释放网络资源，通过API接口通知网络控制系统业务的真实需求（包括需求带宽、延时、使用时长等信息）。

2 总结

为了不断提高广大互联网用户体验，为了满足不断发展的业务需求，我们正在尝试利用SDN的思路研究下一代数据中心间网络。

在过去一个阶段，我们按照业务带宽需求构建一个高速、稳定、可靠的数据中心间网络，并且全面承载腾讯所有类型的业务，实现网络资源的灵活共享。在现阶段，我们正在进行BRT（Bus Rapid Transit，快速公交系统）工程的建设，使用SDN的初级理念实现QOS的集中管理和控制，使用MPLS-TE提供业务差异化服务能力，为业务的快速部署提供了坚实基础。在未来一个阶段，我们将进一步引入SDN的理念，采用Controller控制全网flow的转发，让特定的flow转发到特定的路径上。实现集中控制的智能调度网络，简化网络管理。

可以预计的是，基于SDN的理念网络正向着更加简单、更智能化的方向发展，未来将会衍生出一系列相对于现有路由协议更加轻量级、更易于管理的协议。千里之行始于足下，今天我们研究SDN，应该着眼于如何协调网络的能力，增加网络的可视化，提升网络的差异化服务，从而为今后提供更智能更便捷的服务夯实基础。

好的，今天我们探讨了数据中心之间网络流量调度的思路，通过这个思路可以解决我们长期以来在DCI流量模型的困惑，指导我们未来DCI流量调度发展方向。

但是否所有问题都解决了呢。在Internet大型网络中，大量的路由条目，运行了20多年的BGP协议，每个AS各自管理着各自的路由条目接收发送，经常由于某些运营商不正确的操作导致大规模故障事件，这种运营了20多年的Internet协议和模式是否还适合今天我们的运营环境呢。这都引发了我们更多的思考。思考更多关于路由控制上的SDN，经过了我们多年的积累，我们也有一些突破性的想法与思路。希望大家继续关注我们公众帐号，后续我们会继续与大家一起分享我们在路由控制上SDN的解决思路。