SDN/NFV领域标准与开源进展综述

伴随云计算的发展,SDN技术从数据中心逐步走向广域网,NFV架构日趋成熟,吸引了更多IT厂商进入电信领域。控制转发分离的SDN技术与软硬件解耦的NFV架构结合,正在引发一场电信网络架构的深刻变革。在这场变革中传统的标准组织继续起到引领技术方向、统一架构、统一接口、保证互联互通的作用;同时SDN/NFV不仅给电信领域带来了IT技术也带来了IT模式,空前活跃的开源社区加速了技术的成熟和推广,形成了事实标准与标准组织输出物相互补充的局面,新技术、新架构有望更早落地商用。本文将介绍SDN/NFV领域中标准、开源工作的最新进展,以及中兴通讯在相关组织中的贡献。

致力于SDN标准化的组织首推ONF(Open Networking Foundation)。ONF在2011年成立后,SDN技术得到了快速推广,2014年10月,ONF提出改版为ONF2.0,将组织架构划分为Specification、Services、Operator和Market四个领域。NFV方向上ETSI ISG作为NFV发起方,也同样在2014年11月宣布进入第二阶段工作。除此之外3GPP、IETF、ITU-T、DMTF、BBF等组织也不同程度涉足SDN/NFV相关的研究和标准化工作。

开源实现方面OpenDaylight已经发布了开源SDN控制器的第三个版本,ONOS2014年成立后快速发展。2014年10月成立的OPNFV(Open Platform of NFV)开源社区,正在整合NFV相关的多种开源技术,推动上游社区接纳电信需求方面成效显著,OPNFV第一版本Arno于2015年6月发布,预计2016年2月发布第二个版本。

SDN技术标准动态

ONF标准活动

ONF在SDN标准中布局最为全面,目前共建立了10个工作组和1个讨论组。AF WG(Architecture & Framework)负责SDN架构演进,当前工作目标是SDN Architecture2.0制定,其中包含了SDN与NFV融合;L4-L7 DG(L4-L7 Service)致力于L4-L7层端到端业务链技术;OD WG(Open Datapath)负责Openflow协议演进和Datapath建模技术发展。当前正在进行OF1.6版本的准备,已经开始OF-NextGen和TTP分层建模的研究;CM WG(Configuration & Management),负责OF-Conf规范制定,2015年完成OF-conf1.3版本的发布。ONF Testing WG,负责推动OF协议的推广、测试及认证工作;Migration WG,负责各类网络,如数据中心网络、运营商网络等向SDN网络迁移的研究,给出迁移和演进建议,完善各类工具;OT WG(Optical Transport),负责解决SDN/OpenFlow场景下光传输网络管控的问题,已经完成传送网SDN场景、需求标准化工作,目前正在进行架构文档的输出、协议扩展、信息模型及北向接口研究;NBI WG负责北向接口标准化;WM WG(Wireless&Mobile)负责ONF相关技术引入无线领域内的研究和标准化工作,包括回传网、企业网、核心网;Security WG负责SDN范畴内的安全问题,正在进行的研究包括威胁分析、测试文档、ONF安全原则文档。

ONF第一阶段的输出物是给以数据中心、校园网为目标的SDN网络提供架构模型和接口协议,也为SDN向更广泛的运营商网络发展奠定了基础。2014年进入2.0阶段后运营商参与力度大幅增大,对于网络理解更为深刻,对于1.0的修改众多,目前十多个工作组,讨论组正在快速推进SDN全面发展,以及与NFV的结合。

其他标准组织SDN相关活动

除ONF外,SDN/NFV也是IETF的工作热点,其中I2RS(Interface to the Routing System)研究路由系统的开放接口和信息模型,Spring(Source Packet Routing in Networking)研究Segment Routing技术,SFC(Service Function Chaining)研究业务功能链,BIER(Bit Indexed Explicit Replication)研究基于bit位索引的组播报文转发,Netconf & Netmod(NETCONF Data Modeling Language)研究Netconf协议和YANG模型。

ITU-T在传输网络SDN架构方面也开展了相应研究工作,相关文档目前处于编辑状态尚未发布。BBF(BroadBand Forum)2015年成立了名为“SDN in Broadband Network”的Work Area,针对SDN、NFV宽带技术融合进行研究,但是目前尚未有正式的研究项目,预计2016年进入实质工作阶段。

SDN相关开源社区

OpenDaylight开源社区

2013年4月,IBM、CISCO、Brocade、Juniper等厂商发起了OpenDaylight开源项目(简称ODL),旨在建立一个无论网络的大小和规模,任何厂商都能利用借鉴的SDN网络平台,以推进SDN发展并加速其商用过程。ODL成立后迅速成为SDN圈内热点,目前已经有超过50家成员单位,囊括了几乎所有IT、通信设备的一流厂商,中兴通讯、华为、联想均是其成员单位。成立后ODL已经发布了3个版本,最新的是2015年6月发布的锂版本,铍版本正在开发,不久将会发布。

从ODL的Scope看,这个平台包括了控制器平台、南向接口及协议组件、北向接口、应用4部分。如图1所示。

平台的特点是采用了松耦合、模块化、可拔插架构,例如南向接口对上使用SAL(业务抽象层)隔离,对下支持多种协议采用插件式接入,在部署时可根据需要动态加载插件。其他组件也遵循上述原则。

ODL内部采用项目驱动制,锂版本中新增20个项目,结束后铍版本规划中预计新增10余个新项目。ODL存在的主要问题表现在性能方面,整体性能指标低,和商用要求差距较大,各厂商都会在开源基础上吸纳部分模块,并进行优化。

其他社区

除ODL外,ONOS和OpenContrail两个社区也值得关注。ONOS社区最初是ON.Lab负责开发和维护的,初期进展很慢。2014年AT&T、NTT、华为等公司介入后,ONOS发展速度明显加快,2014年12月、2015年3月和6月分别发布了3个版本。ONOS定位于运营商网络,规划的主要应用场景包括:CORD(Central Office Re-architected as a Datacenter)、IPRAN、多播、跨层分组光融合、SDN-IP等。ONOS虽然最近一年发展加速,但版本成熟度和ODL相比存在1年左右的差距。

OpenContrail是Juniper发起的开源社区,Juniper直接将自己的SDN控制器方案进行了开源,成熟度最高,在私有云实现中有些厂商直接使用了OpenContrail作为SDN控制器。但是由于社区内OpenContrail一家独大,参与者少,后续发展前景堪忧。

NFV架构标准动态

2012年11月,ETSI董事会批准成立NFV ISG,创始会员包括:AT&T、BT、DT、Orange、Telefonica、TI、Verizon等。自2013年1月的第一次全会到2014年11月第八次全会,NFV ISG完成了第一阶段工作,输出3份NFV白皮书、17份工作组文稿,接受了28个多方参与的PoC验证项目。期间最重要的成果是NFV架构(见图2),这个架构成为后续业界讨论、实践NFV的共同语言。

第八次全会后NFV进入第二阶段工作,期限两年。二阶段工作重点是架构演进和接口标准化,并且推进NFV的实现落地;为了适应二阶段工作,NFV ISG也进行了相应的组织架构调整,在TSC(技术指导委员会)下,设立了5个工作组:EVE(演进与生态系统)、IFA(接口及架构)、TST(测试实现及开源)、SEC(安全)、REL(可靠性,可用性)。截止到ISG NFV第十二次全会,第二阶段已经接受了38项课题立项,组织了四次全会,PoC项目增加到38个。

第二阶段中参与最广泛,并且进展最快的是IFA工作组,IFA共计完成15个项目的立项。项目IFA001—004关注加速资源的抽象和接口的标准化。NFV认为除了x86通用硬件外,电信环境下各类加速硬件仍然会被广泛使用,例如VPN中各种加解密卡。NFV将这类加速硬件作为资源统一管理,并且标准化其接口。项目IFA009/010/011/014研究架构演进,例如将NFVO分解为SO和RO,将VNFM分为通用VNFM和专用VNFM、VNFD重构等。其余项目(IFA005—008/012—013)标准化Or-Vi/Vi-Vnfm/Or-Vnfm/Ve-Vnfm/Os-Ma-nfvo等参考点包含的接口、需求和信息元定义,IFA015研究NFV接口、模板相关的信息模型。目前资源相关接口已经基本稳定,预计2016年3月可能正式发布,信息模型例如VNFD的细化预计2016年3月也将稳定。

除ETSI外,DMTF(Distributed Management Task Force)也在云管理、虚拟化管理、网络管理方面积极从事标准化工作。2015年DMTF将自身工作与NFV架构进行了比对,并寻求和NFV工作的结合点,例如OVF(Open Virtualization Format)v3版本将考虑支持NFVD需求。NETMAN项目将参考NFV需求,支持VNF管理和网络管理,其他相关项目都提出了对于NFV需求的支持。但是DMTF在NFV的工作刚刚开展影响力有限,远不及ETSI。

NFV开源进展

OPNFV社区

2014年10月在NFV第一阶段即将结束时,由AT&T、NTT、中国移动、Redhat、爱立信等厂商发起的OPNFV(Open Platform of NFV)开源社区正式成立。社区为自己划定的前期工作范畴是NFVI+VIM,即为NFV提供一个统一的开源的基础平台。由于NFVI+VIM中大量使用了众多上游社区的输出物,例如Openstack、OpenDayLight、OVS、CEPH等,OPNFV对自己的定位是集成上游社区的成果,并且推动上游社区加速接纳NFV相关需求。对于上游社区已经提供的版本,OPNFV并不希望自身发展出一个新的分支。从这个意义上看,OPNFV更像一个胶水社区,用于粘合NFV相关的上游社区输出,推动上游社区在NFV方向的活动。2015年11月OPNFV理事会投票决定取消前期制定的范畴限制,期望OPNFV成为NFV方向上唯一的开源社区。这样OPNFV的范畴将涵盖NFV架构中所有的组件,预计2016年在MANO领域会有更多立项。
OPNFV社区包括理事会和TSC(Technical Steering Committee),项目管理工作由TSC组织和控制。OPNFV将项目分为4类:需求类、集成与测试类、合作开放类、文档类。截至2015年12月15日,已经有16个需求类项目、20个集成与测试类项目、8个联合开发类项目、1个文档项目,共计45个项目获得TSC批准。其中需求类项目的主要目标是发现NFV需求和上游社区版本间的差距,然后将需求提交到上游社区,并且推动上游社区接纳,代码相关的工作在上游社区完成。多数项目运作立项后都在积极推进,但也有一部分项目在后期运作过程中活跃度过低,长期缺乏有效进展。

OPNFV版本规划和发布机制是,首先由各项目申报下一个版本中发布的内容,然后由项目管理员统一汇总后交TSC讨论,纳入跟踪,并且在各个时间节点确认进度,合入OPNFV的Git库。自动化测试CI(Continual Improvement)过程和志愿者测试相结合,每周TSC例会将审核测试结论,最终达既定目标后正式发布。2015年6月OPNFV发布了第一个版本Arno,预计2016年2月发布第二个版本。Arno版本主要完成操作系统、OpenStack、ODL、OVS组件、自动部署和CI系统的集成,为后续新功能的增加提供基础。

其他社区

除OPNFV外NFV方向需要关注的还有Telefonica主导的OpenMano社区和中国移动正在组建的Open-O项目(预计会托管在Linux Foundation下,作为一个开源项目)。这两个项目都集中在NFVO/VNFM范畴,希望提供开源的Orchestrator。其中Open-O项目获得了众多传统电信厂商和新兴IT厂商的支持。

中兴通讯SDN/NFV标准开源贡献

中兴通讯作为全球领先的电信设备供应商,坚持对新技术的跟踪和研究。在SDN/NFV领域全面投入ONF、ETSI NVF ISG、IETF、ITU-T等标准组织工作,持续贡献提案;在ONF的Architecture2.0、Openflow协议、OF-CONF方面贡献突出;在NFV ISG中全面参与IFA组的工作,输出并被接纳多项接口规范提案。

2015年中兴通讯专门组建公司级SDN/NFV开源工作团队,联合公司内各研究单位全面投入OPNFV、ODL、OpenStack、OpenO、Docker、KVM等开源社区的工作。

中兴通讯成为OPNFV成立后首个以白金会员身份加入的新成员;2015年在OPNFV中完成Escalator(NFV平台平滑升级)项目立项,目前正在需求与架构设计阶段;同时建设了OPNFV全球实验床测试环境,提供计算、存储和网络资源供社区全球开发者进行功能开发和测试验证,推动OPNFV版本快速迭代完善;参与了中国移动、NTT等公司前台发起的HA等多个项目成为项目的Committer或Contributor;

  • 在ODL社区中,中兴通讯与微软联合发起了OF-CONF项目,目前设计工作已近尾声,进入代码开发与提交工作;
  • 在OpenStack社区中,中兴通讯积极提交Cinder等模块的驱动,加速OpenStack的硬件兼容范围;
  • 在Docker、KVM开源社区中,中兴通讯成立了联合团队,投入大量资源,积极研究虚拟化技术,后续将会有更多的贡献;
  • 中国移动发起OPEN-O项目,中兴通讯成为最早的参与方,在第一个版本的代码中有90%是中兴通讯贡献的,后续随着加入厂商的增加,中兴通讯还将和中国移动及其他合作伙伴共同完善国内厂商发起的首个开源Orchestrator。

未来,中兴通讯将继续在开源领域为SDN/NFV的快速落地和发展贡献自己的力量。
 
来源:ZTE中兴


  • 本站原创文章仅代表作者观点,不代表SDNLAB立场。所有原创内容版权均属SDNLAB,欢迎大家转发分享。但未经授权,严禁任何媒体(平面媒体、网络媒体、自媒体等)以及微信公众号复制、转载、摘编或以其他方式进行使用,转载须注明来自 SDNLAB并附上本文链接。 本站中所有编译类文章仅用于学习和交流目的,编译工作遵照 CC 协议,如果有侵犯到您权益的地方,请及时联系我们。
  • 本文链接https://www.sdnlab.com/16417.html
分享到:
相关文章
条评论

登录后才可以评论

SDNLAB君 发表于16-04-02
0