江建慧：接下来请北京邮电大学黄韬副教授给大家做“SDN网络虚拟化技术及实验平台实践”。大家欢迎。
黄韬：非常高兴我来做一个自己研究方面的报告。今天我重点想讲实验平台的设计，在我们这几年的研究当中，还是发现了很多问题。SDN控制平面有一个根本性的问题，是在做虚拟化的时候面临了很多的挑战，我今天希望在虚拟化方面跟大家分享一下我们的想法。
第一部分是技术方面的想法，一个是探索方面的想法。它的优势就是技术很成熟，而且大量的用在现在的局域网企业网，这些配置起来很复杂，在很多的功能需求只求，开通时间很长，难以满足在新的场景，比如说数据中心，比如网络功能虚拟化，这两种类型的虚拟化技术，传统的二层和三层的网络虚拟化技术，面临一个比较大的挑战，这些年大家一直看到学术界有看到同仁做的事情，是否能满足业务多样的需求，希望有更好的灵活性，更好的弹性，自动化的能力和更高的效率。
它的特点大家可以看到，以这种VxLAN的核心构建，它的一个核心的方式通过这种虚拟化的方式，只是让用户可以对网络终端侧的设备进行定义。这个虚拟化技术的控制逻辑对用户来讲是不需要的，在BAT或者大的运营商里面，租用一个网络的资源，其实最需要的是计算和存储的资源，这个是在数据中心里面的。这个虚拟化技术解决了连通性的问题。这个虚拟化的技术，我们认为它最核心的局限性在这里。
下一步正在探索的就是面向大网的网络虚拟化如何来构建。第一个场景就是这次大会的主题，重点关注的一个事情，要满足创新的实验，必须做到一个端到端。可能产业界也提了很多年的，就是虚拟运营商，其实原因就是技术不成熟，目标看上去非常美，边界很清晰，所有的基础设施都可以共享，让每一个用户，每一个应用平台都可以在统一的平台上进行业务网的定制，追求的目标也是需要在网络虚拟化层面上做到一个完全的隔离。
这个需求是现在学术界和产业界研究的很关键的问题，又没有得到很好的克服，这种虚拟化要求每一个上面的用户，都能够对底层的业务逻辑进行定义，定义它的带宽，定义它所有的流量，这个相比云数据中心里面更清晰一点。SDN的技术由于提供的非常细腻，或者各种不同力度的定义的能力，就给了我们现在做到网络虚拟化的一种可能。
实际上要做到这个事情有四个非常关键的步骤，第一个步骤是接入识别策略，每一个用户进入我的网络的时候，我首先要标识出来这个流也好，它应该是属于哪一个业务，属于哪一个虚网的。它需要在入口处进行租户流量的识别。第二步，在虚拟网络中做到流量的标识，有些场景里面要实现地址的复用，很多两个租户有两个地址的需求。要实现节点的虚拟化。可能很多同学在早年斯坦福大学提出的FlowVisor技术，它在这个技术里面怎么做这件事情，当时的核心想法就是在做实验平台，很重要的一个控制平面用了这样的工具。追求的是实现力度非常详细，大家可以看到接入识别策略，使用的是12元组。在实验者用户来讲，可以根据所有的需求来组装，出现很多融合。进行流量识别的时候同样用了12元组来做，它有很多的缺陷，在流量的缺陷方面空间会产生冲突，而且在地址复用方面也没有做太多的处理，这个真正走向产业界的时候会发生很多问题，包括我们用在我们的试验网里面也会出现很多了问题。
在2011年由意大利的一个实验室CEATENET的一个实验，它实际上是牺牲了灵活性，它变的没有那么的灵活，这个做法先减少了复杂度，可以用更简单的方法达到它的目的。由于它做了简化，所以说它从理论上颌实际上解决了流量泄露的问题，也解决了地址复用的问题。
在虚拟节点的抽象和虚拟链路上，支持拓扑任意虚拟化，真正意义上把2015年以来做的网络虚拟化这件事情，希望往实际平台进行策划和移植，能够有些实际的系统出来。在2012年又推出了一个平台，它实际上又回到了第一条路线，它发现第二个方案灵活性不够，在解决试验网的时候发现了问题，因此用了12元组，它做了一些尝试，同时也做了一些节点和链路虚拟抽象的工作。
美国的斯坦福大学ON LAB一方面整个操作系统，另外一方面很重要的一个开源项目在OVX，它的核心理念和意大利的实验室方案有些类似的地方，它选择了一个MAC地址。我们可以看到很多云计算的公司，现在认为这个方案是一个非常值得下一步进行落地的方案，它的虚拟化更强，能够实现拓扑链路。
前面介绍的几种技术，我想给大家对比分析一下，这几个类型的技术无于乎就这四个点，我们可以看到第二和第四个方案，两个相比其他方案的很本质的特征，就是采用了单元组合的方式进行隔离，达到的一个效果可以看到，面向的场景是多租户场景，特别适合云计算场景。它的应用场景和最后选择方案是相关的。大家可以看到流量标识的策略，实际上在网内的隔离问题。这两种方案支持了流量的完全的隔离和地址的复用。最本质的一点是它使用了一个标签，保证所有的每个业务全部不会造成任何的干扰冲突。
我们需要考虑到未来的应用场景什么，我们到底应该选择哪种方式定义流的策略。对于虚拟的节点抽象和虚拟链的抽象，实际上是从最开始的不支持到部分支持，现在这个华为公司和我们探讨过很多次，现在他们已经基本上认可网络虚拟化技术，逐渐转移到他们未来的生产网络里面，面向这种大网里面，都必须具备这种虚拟化的控制能力。
面对这个问题，我们也做了一些尝试，从前几年开始，我们选择了一条路线，国家网络实验设施上面，怎么实现各个实验的先切入隔离。这个平台我们虚拟化的策略，还希望支持1.3版本，比如说这种39元组，希望提高更高的复杂性，整个控制变的更为艰难。
在流量隔离方面，有一部分的技术手段，造成冲突以后，可能会对我们的实验设施造成很大的问题，这里面采用的是基于QINQ+DPID，这种方式采用冲突检测方法可以避免时间流的冲突。需要在交换机平面上和控制器平面上设置一种协议也好，机制也好，需要在交换机平面把队列的开放出来，控制器希望指定队列的有限集合宽度，才能使每一个用户都可以控制到队列的宽度和优先级。虚网映射，这些都是华为在关注的问题。我们在这个项目里面，重点是用SDN的手段解决虚拟化的问题。
下一步要解决什么问题呢？工作还非常多。包括底层的抽象最基础的问题，目前还存在着很大的争议。需要从抽象模型上面来引入，来兼容。包含这种迁移，包含OM的管理，这方面都有很大技术的挑战。从系统的挑战来讲，这个系统的扩展性怎么样，如何保证一个大规模的使用，以及这种可适性帮助人员进行管理，这方面有很大的挑战。
下面介绍一下实际的一些情况。实验平台最核心的一点，就是希望能够面向各种业务需求和结构的需求。大家可以看到这个架构也是比较简单清晰的，中间这一层是资源的虚拟化，上面再进行业务的编排。这个平台要考虑的场景，比如说域内的情况，也要考虑域进的变化，也可能涉及是基于光的传输链，只有这样才能把一些现有网络的流量引入到实验网络里面来。每一个用户大家可以看到，实验用户从最上面，首先登陆这个门户，在上面进入虚拟化的管控平台，来切分自己的资源。大家可以看到的是，除了这个资源虚拟化，在上面要进行相应的各种终端的接入，保证动态的情况。
这是系统平台的设计，整个这个平台除了要解决交换机，可编程的交换以外，包括云计算的平台，也要纳入统一管理。而且这个实验平台希望通过接口，和试验平台进行对接，这是整个架构的情况。我们在北京邮电大学已经了四年的时间，这个是一个校园级的平台，在SDN平台上今年也正是对外开放了，只要通过申请就可以能够在这上面获得相应的资源，开展相应的实验，现在的资源情况比较少。下一步希望在这个平台上把功能进一步完善，来满足国家重大基础设施的需求。
这个是在2012年北京邮电大学当年部署的一个平台。分布在各个楼，通过在每个楼部署相应的光纤，把所有的连接起来，组成一个SDN结构的实验网。控制平面就是利用虚拟化的技术来进行实验。各个实验室之间还用了隧道的技术融入到互联网。
基于这个实验平台，一些实验都录用挪到这个平台上面来了，学生在这个上面进行自定义的实验，进行提交，再进行对接，就可以更方便的进行实验，而不像以前每个礼拜只有两个小时到实验室工作。有底层光的层面，还有二层三层的实验，很多老师和同学都在上面进行验证。
这个平台大家可以想象到，现在是基于工业互联网进行部署的，其实也是可以做二层的实验，其实是在三层目前已有的上面，初期的一些学生的实验和一些产业界创新的实验都是可以在上面的。这个是实验平台的一个情况，用户登陆以后可以看到整网全局的情况。可以根据自己的需求定义自己的子网，有160个虚网，54个正在并行着运行。下一步如何扩展性的问题，如何保证上千的用户，每个用户都有自己的需求，这上面进行这种压力的测试，都还有很大的挑战，也是我们下一步的工作。
这是每个用户都能够自由的定制自己的期望，这是一个详细的情况。这个上面的流量的控制，ODR的研究，这些实验都可以在上面进行演示。
这个平台一直的一个目标，或者下一步这个团队在做的一个想法，首先最核心的是资源抽象的隔离，尤其是现在在实验场景下面临这个场景，是非常有价值和意义的。自服务和业务编排层面，这个是希望针对这个实验的需求，我们怎么样给每一个用户能够体规一个非常完善，非常简便，按照需求定制的。性能的优化，这个也是很重要的，在这里面大家很多地方都希望开通一个虚网，这就希望我们能够实现秒计的速度。这里面对于未来我们看到的BAT也好，对于他们是非常有价值的。大规模组网的问题，当成协议发展也好，这个有很大的挑战。我们在尝试这些事情。
这是平台的一个网址（www.sdnlab.com），大家不知道的同学可以去看看，可以进行使用。我今天的报告就到这里，谢谢大家。
