上集提到了我们DCI SDN背景信息,我们在实际运营上遇到的一些困惑,以及我们针对运营中看到的问题,提出了SDN方向解决思路。那么下集我们一起窥探里面用到的实现技术原理以及我们是如何思考的。

 

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,PCEPPath 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

 

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PCEPPath Computation Element Protocol)协议中,传统路由器当了PCCPath 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PCEPPath 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,PCEPPath 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BRTBus 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。