SDN 1.0到3.0青云QingCloud的创新之路

SDN（软件定义网络）自诞生以来，给原有IT网络架构带来了巨大变革，自此“软件定义”也随之流行起来。SDN通过将控制层与数据面的分离，实现了对网络流量的灵活管控，这一理念很好的适应了当前大规模数据中心网络、云计算基础设施等的建设，这也给SDN市场带来巨大的价值。

据Research and Markets研究机构的数据显示，到2023年，全球运营商软件定义网络市场预计将达到95亿美元，预计运营商软件定义网络将在未来六年中以42.3%的复合年增长率增长。这些数据显示了在SDN市场的大蛋糕下，各大厂商无疑将会纷纷跟进，抢占市场。

时至今日，SDN已成为云服务商的标配，各大云厂商也都在发展各自的SDN技术。但SDN的发展并非一蹴而就，在经历了一次次的突破与创新之后，SDN迎来了如今的大好形势。

青云QingCloud云计算基础平台研发总监 陈海泉

早在2013年的时候，青云QingCloud就已经在公有云上线了SDN的功能，值得一提的是，青云QingCloud是国内首家将SDN在公有云上落地的企业。当人们还在思考SDN该如何落地时，青云QingCloud已经在SDN应用的道路上一路狂奔。SDN进入1.0时代，此时，青云QingCloud在公有云部署SDN上解决了三个问题，一是如何让用户在云上使用与在IDC托管相同的网络组件，青云的做法是让IDC的各种网络组件以虚拟化的形式放在云上，让用户自行组合，形成自己的网络，在获得完整的云端网络组件的同时，还能够获得充分自由的组网能力；二是让SDN更加的简单、敏捷和弹性；三是实现二层隔离的私有网络，对于用户来说，安全性得到增强。

这些做法使得SDN在云上部署得到了顺利推广，也取得了良好效果。但随着业务的增长，其不足之处也随之暴露出来。原因是虚拟化的路由器等与物理路由器设备相比，虽然更加灵活便捷，但性能上还是有着较大差异，无法同物理设备性能相媲美，当网络架构规模较小时尚且正常运行，可当规模达到一定程度后，比如在一个VPC（虚拟私有云）中有1000多台主机时，SDN底层架构的性能就会越来越差。

SDN 2.0便应运而生，2.0相比1.0而言，青云QingCloud将原来网络集中树状结构改造成为分散的网状结构，利用分布式的虚拟网关部署在计算节点，可支持的主机从原来的1000多台增加到6万多台，这样便解决了规模扩大后的性能瓶颈问题。此外，青云SDN 2.0还提供分布式多节点负载均衡器，用以提高业务性能。

如今，在7月27日的Cloud Insight Conference 2018云计算峰会上，青云QingCloud再接再厉，推出SDN 3.0，再次实现了技术上的跨越，引领了SDN领域的创新。

原来在SDN 2.0时，业界普遍采用的是LVS集群，所有的公网交换机的流量都要经过LVS，并转发给负载均衡器，一般来说，通过增加负载均衡器集群，就可以满足大部分扩展需求。但也可以看出其弊端，那就是LVS作为单点，承担着所有的入口流量，这也使得用户上传流量增多时，LVS无法水平扩展。因此，青云SDN 3.0在SDN 2.0的基础上做出了全新的改变，在网络部署上干脆抛弃了原有的LVS，直接使用SDN交换机来代替LVS承担第一级负载均衡器的角色，如图1所示。

另一个大的改变是增加了集中的硬件路由器，即采用集中式硬件路由器+分布式虚拟路由器的方案，通过硬件路由器来接入骨干网。这或许让人疑惑，为什么在追求虚拟化过程中却要引入物理设备？这似乎与SDN的软件定义理念背道而驰啊。

图1 使用SDN交换机来代替LVS

图2 在同城多活场景下的部署

青云QingCloud云计算基础平台研发总监陈海泉介绍，青云SDN 3.0与市场上众多的商用SDN产品相比，最大区别在于，可以把NFV与硬件网络设备融合在一起，因为软件的好处是部署灵活、功能强大且成本低，扩展性强，但存在性能瓶颈；而硬件交换机性能稳定，适合高可用部署，但表象少，因此SDN 3.0采用的“硬”+“软”的方式，取长补短，能分散的用软件NFV设备，分散不了的就放到硬件SDN交换机上。

青云QingCloud在业内首次实现这种“软硬兼施”的大规模部署的解决方案，该方案很好的适应了实际的业务需求，同时在性能上硬件交换机相比LVS来说，转发率提高了500倍，由于没有了LVS，部署成本得到了大幅下降。

该方案的很好的应用在同城多活与异地灾备问题上，通过引入物理的交换机来承担集中的节点，可以将网络与公网或骨干网相连，从而实现从一个可用区延伸到多个可用区之间，帮助用户构建同城多活或异地灾备的业务。除此之外，SDN 3.0还增加了任播公网IP以及多活负载均衡器等功能。

接下来我们来分析具体的实现同城多活的应用场景（如图2所示），以青云北京3区为例，在三个可用区（B、C、D）之间共享一套负载均衡器集群，由于SDN 3.0中增加了任播公网IP功能，通过BGP AnyCast的方式，把一个IP部署在多个可用区之间，即便有一个可用区光纤中断时，也可以自动把业务切换到其他的可用区，这样就可以在更大程度上保证用户业务的可靠性，以此达到多活的效果。

以上是针对公网的负载均衡器集群的多活，而对于用户业务同样可以做到多活，通过在不同的可用区之间漂移虚拟IP，一旦网络出现中断，IP可以通过keepalived的方式直接迁移到其他节点，这样就保障了业务的高可用性。

同理，如果是企业业务部署在异地时，以上模式比较适合异地灾备，用户可以根据实际需要以及IDC的部署位置来选择同城多活或是异地灾备场景。

如今的SDN市场上，各厂商SDN产品呈现出百花齐放的趋势，但要真正赢得市场，还是要有与众不同的真本领。从SDN 1.0到 3.0，青云 QingCloud在每一个前进的阶段上都以实际行动引领SDN的创新。